移动通信中传播模型的校正

移动通信中传播模型的校正
一、引言
传播模型是移动通信网小区规划的基础,传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。

由于我国幅员辽阔,各省、市的无线传播环境千差万别。

例如,处于丘陵地区的城市与处于平原地区的城市相比,其传播环境有很大不同,两者的传播模型也会存在较大差异。

因此如果仅仅根据经验而无视各地不同地形、地貌、建筑物、植被等参数的影响,必然会导致所建成的网络或者存在覆盖、质量问题,或者所建基站过于密集,造成资源浪费。

随着我国移动通信网络的飞速发展,各运营商越来越重视传播模型与本地区环境相匹配的问题。

传播环境对无线传播模型的建立起关键作用,确定某一特定地区的传播环境的主要因素有:
自然地形(高山、丘陵、平原、水域等)
人工建筑的数量、高度、分布和材料特性
该地区的植被特征
天气状况
自然和人为的电磁噪声状况
另外,无线传播模型还受到系统工作频率和移动台运动因素的影响。

在相同地区,工作频率不同,接收信号衰落各异;静止的移动台与高速运动的移动台的传播环境也大不相同。

传播模型的研究可分为两类:
一类是基于无线电传播理论的理论分析方法;
一类是建立在大量测试数据和经验公式基础上的实测统计方法。

在移动通信系统中,由于移动台不断运动,传播信道不仅受到多普勒效应的影响,而且还受地形、地物的影响,另外移动系统本身的干扰和外界干扰也不能忽视。

基于移动通信系统的上述特性,严格的理论分析很难实现,往往需对传播环境进行近似、简化,从而使理论模型误差较大。

而最著名的统计模型是Okumura模型,它是Okumura 以其在日本的大量测试数据为基础统计出的以曲线图表示的传播模型。

在Okumura模型的基础上,利用回归方法拟合出便于计算机计算的解析经验公式。

这些经验公式有适用于GSM900宏蜂窝的Okumura-Hata公式、适用于GSM1800宏蜂窝的Hata扩展公式。

另外还有适用于微蜂窝的Walfisch公式及室内传播环境使用的Keenan-Motley公式。

这些经验公式计算繁琐并且与实际环境之间存在着或大或小的误差。

因此在实际的场强预测中,一般都以修正的Okumura-Hata模型作为预测模型,利用计算机进行辅助预测,在这种规划软件中,可以针对当地的实际无线环境作CW测试后对上述公式进行修正。

需要说明的是,如果已有地形地物相似城市的模型参数,可以直接用于规划预测,而没有必要重做CW测试和模型校正,以节省人力物力。

二、CW测试
CW测试目的就是为了获得符合本地区实际环境的无线传播模型,提高覆盖预测的准确性,为网络规划打好基础。

1.无线传播特征
无线信号在传播时会受到多种途径衰减的损害,表示为:
P(d)=d-nS(d)R(d) (1)
其中,P(d)为接收信号功率,是基站和移动台之间距离的函数;d-n为空间传播损耗,n一般为3~4;S(d)为阴影衰落,是由传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波遮蔽所引起的衰落,也称长期衰落或慢衰落;R(d)为多径衰落,是由移动传播环境的多径传播引起的衰落,也称短期衰落或快衰落。

慢衰落特性符合正态分布,而快衰落符合瑞利分布。

快衰落是叠加在慢衰落上的信号的快速抖动。

由于移动台的天线高度低于周围建筑物的高度,并且载波波长远小于建筑物尺寸,因此在移动台侧,在半个波长的距离上信号变化动态范围可达40dB(高于平均值10dB,低于平均值30dB)。

对于移动通信系统,式(1)的分析不太方便,为了可以利用随机过程的理论分析移动通信的传播,可把(1)表示为:
r(x) = m(x)r0(x) (2)
其中,x为距离,r(x)为接收信号;r0(x)为瑞利衰落;m(x)为本地均值,也就是长期衰落和空间传播损耗的合成,可以表示为:
(3)
其中2L为平均采样区间长度,也叫本征长度。

因为地形地物在一段时间内基本固定,所以对于某一确定的基站,在某一确定地点的本地均值是确定的。

该本地均值就是CW测试期望测得的数据,它也是与传播模型预测值最逼近的值。

2.CW测试方法
CW测试就是尽可能获取在某一地区各点地理位置的本地均值,即r(x)与m(x)之差尽可能小,因此要获取本地均值必须去除瑞利衰落的影响。

对于一组测量信号数据r(x)平均时,若本征长度2L太短,则仍有瑞利衰落影响存在;若2L太长,则会把正态衰落也平均掉。

因此在CW测试中确定2L关系到能否使所测数据与实际本地均值的逼近程度,以及根据CW测试校正的传播模型预测的准确程度。

著名通信专家李建业证明,对于GSM系统,在。

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移动通信中的电波传播与天线第四讲_电波传播模型.

移动通信中的电波传播与天线第四讲_电波传播模型.

第5章移动通信系统中的场强预测模型☐场强预测——所谓场强预测是指根据移动通信的不同环境得到通信范围内的场强分布(路径损耗),建立电波传播的模型,以便对通信网进行规划和设计(天线、基站站址、小区半径、频率……)☐传播模式——分为经验模式、半经验或半确定模式、确定性模式。

经验模式是根据大量测量结果统计分析后导出的公式,应用经验模式可以容易和快速地预测路径损耗,不需要有关环境的详细信息,但是不能提供非常精确的路径损耗估算值。

确定性模式是对具体现场环境直接应用电磁场理论进行计算,如射线追踪方法,环境的描述可以从地形地物数据库中得到。

半经验或半确定模式是基于把确定性方法用于一般的市区或室内环境中导出的公式,为了改善半经验或半确定模式和实验结果的一致性,有时需要根据实验结果对公式进行修正,得到的公式是天线周围某个规定特性的函数。

传播环境——蜂窝移动通信的最大特点就是小区制。

小区的大小和范围直接和传播条件有关,可以根据需要选择小区的大小和范围。

移动通信系统中主要采用宏小区、微小区(微蜂窝)和微微小区(微微蜂窝)三种形式。

经验模式或半经验模式对具有均匀特性的宏小区是合适的。

半经验模式还适用于均匀的微小区,在那里模式所考虑的参数能很好的表征整个环境。

确定性模式适合于微小区和微微小区不管它们的形状如何。

确定性模式对宏小区是不能胜任的,因为对这种环境所需的计算机CPU时间使人无法忍受☐四种电波传播模型——电波传播模型是指通过对电波传播的环境进行不同方法的分析后所得到的电波传播的某些规律、结论以及具体方法。

利用电波传播模型不仅可以估算服务区内的场强分布,而且还可以对移动通信网进行规划与设计。

统计模型(Statistical Model)——通过对移动通信服务区内的场强进行实地测量,在大量实测数据中用统计的方法总结出场强中值随频率、距离、天线高度等因数的变化规律并用公式或曲线表示出来。

实验模型(Empirical Model)——通过实验方法得出某些电波传播规律,但不像统计模型那样用公式或曲线表示出来。

第3章 无线传播理论与模型

第3章 无线传播理论与模型

传播途径
无线电波可通过多种方式从发射天线传播到接收天线:直射波或地面反 射波、绕射波、对流层反射波、电离层反射波。如图所示。 还有了一种:表面波的传播方式,主要利用左边这两种。
学习完本课程,您应该能够:

掌握无线传播理论基本知识
掌握传播模型的作用,记住几种常用模型的名称和适用范围。


理解链路预算的基本参数和计算方法。
了解一些产品在覆盖规划中如何应用

无线传播理论概述
电磁波传播的机理是多种多样的,但总体上可以归结为反射、绕射和散 射。大多数蜂窝无线系统运作在城区,发射机和接收机之间一般不存在 直接视距路径,且存在高层建筑,因此产生了绕射损耗。此外由于不同 物体的多路径反射,经过不同长度路径的电磁波相互作用产生了多径损 耗,同时也存在随着发射机和接收机之间距离的不断增加而引起电磁强 度的衰减。 对传播模型的研究,传统上集中于给定范围内平均接收场强的预测,和 特定位臵附近场强的变化。对于预测平均场强并用于估计无线覆盖范围 的传播模型,由于它们描述的是发射机和接收机之间(T-R)长距离( 几百米或几千米)上的场强变化,所以被称为大尺度传播模型。另一方 面,描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波 动的传播模型,称为小尺度衰减模型。
无线传播理论概述
当移动台在极小的范围内移动时,可能引起瞬时接收场强的快速波动, 即小尺度衰减。其原因是接收信号为不同方向信号的合成。由于相位变 化的随机性,其合成信号变化范围很大。在小尺度衰减中,当接收机移 动距离与波长相当时,其接收场强可以发生3或4个数量级(30dB或 40dB)的变化。当移动台远离发射机时,当地平均场强逐渐减弱,该 平均接收场强由大尺度传播模型预测。典型地,当地平均接收场强由从 5 到40 范围内信号测量平均值计算得到,对于频段从1GHz到2GHz的蜂 窝系统,相应测量在1米到10米范围内。

移动通信电波传播及传播预测模型

移动通信电波传播及传播预测模型

xi c
exp(
j2fct)
Rer(t) exp( j2fct)
式中,r(t)为接收信号包络的复数形式。即
r(t)
i
ai
exp( j2
xi )s(t
xi ) c
i
ai exp( j2 i )s(t i )
(↑添上fc)
式中 i
xi c
为时延。
r(t)实质上是接收信号的复包络模型,是衰落、相移和时延都不同的
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第二章 移动通信电波传播及传播预测模型
第一讲 电波传播的基本特性与移动信道的电波传播
如果令
i 2fc i 2fmt cosi c i D,it
则可得
r(t) ais(t i )e ji (t) s(t) * h(t, )
i
式中,s(t)为复基带传输信号,h(t, )为信道的冲击响应,符号*表示卷积。
一样,就会产生失真。对于数字移动通信来说,要求码元速率小于相关
带宽。
第18页/共22页
第二章 移动通信电波传播及传播预测模型
第一讲 电波传播的基本特性与移动信道的电波传播
2. 频率色散参数与相关时间
频率色散参数是用多普勒扩展来描述。而相关时间是与多普勒扩展相
对应的参数。
多普勒扩展和相关时间描述的是信道的时变特性,是由移动台与基站
器
的
冲
击
响
应
和
传
递
函
数
得
Res(t) cos(2fct) j sin(2fct)
信 道式的中特:f性c为。载设频传,s输(t)信为号复基为带(信实号部 部 分 )
当信号经过多径信道后,假设第i径的路径

5G移动通信系统的传播模型研究

5G移动通信系统的传播模型研究

GHz GHz和毫米波以上,路径损耗、阴影衰减、穿透损耗、植被损耗、人体损耗、大气损耗、雨衰损耗等都会引起系统建站时,采用的传播模型大多是基于现有的常用经验传播模型,并在此基础上根据路测数据进行模型校正,以尽量准确地反映真实场景下的传播损耗。

尽管可以通过模型校正使所采用的模型能够基本控制在要求的范围之内,然而由于不同传播参择等不完全一致,导致各个传播模型之间的结果校正后仍然存在较。

因此,针对不同的地貌及环境特点,选用传播模型,尽可能准确地描述特定场景网络规划及优化的准确自由空间传播模型简介自由空间是相对介电常数及相对磁导率均为1的理想介质,电磁波能量不会损耗。

自由空间传播损耗是指天线辐射的电磁波在视距路径中传播时,由于传播距离的不断增大引起的能量自然扩散现象。

自由空间传播损耗实际上是球面波的扩散损耗,(1)是收发天线的间距,单位为;λ指工作波是自由空间传播的光速,单位是将上述公式转化为以频率为参数的dB形式,可得(2)越大或者传播距离d越就越大L fs,dB越大说明接收端接收到的功率非常小。

这个传播模型是自由空间中的理想情况,也是各种传播模型的基础公式。

在实际通信应用规划和优化中,需要针对不同频率、不同场景进行模型优化、校正和预测,以得到符合实际3 5G传播模型组织和文献5G移动通信发展日新月异,大量组织和研究人员对5G移动通信无线传播模型展开研究,有各自发布了5G传播模型[4],频率适用范围都是100 GHz,分别是:(1)3GPP。

3GPP提供连续的工作进展报告,为5G行业提供国际标准,5G传播模型文档为38.901-e30[5],对应频率范围是0.5 GHz新版本发布于2017年12月(Release3GPP另外还有3GPP TR 38.900 V14.3.1对应频率范围是6 GHz—100 GHz以下的场景。

(2)5GCM(5G Channel15家公司和大学合作组成的特设小组,根据广泛的测量活动,对3GPP的开发模型进行补充和修正。

基于TD—SCDMA系统的传播模型校正的研究

基于TD—SCDMA系统的传播模型校正的研究

・
实耗 预 测 的 准 确 性 , 出 一 种 快 速 且 精 确 的 传 播 模 型 校 正 方法 。该 方 法 基 于 最 小 二乘 理 论 , 现 有 校 正 方 提 在
法和本地连续波(W) C 实测 数 据 的 基 础 上 对 本 地 标 准 宏 蜂 窝传 播 模 型进 行 校 正 。 仿 真 结 果 表 明 , 方 法 的 计 算 复 杂 性 明 显减 少 , 该 且 校 正 后 的 模 型 最 大 预 测 错 误 率 减 少 2 .% . 05 与本 地 无 线传 播 环 境 更 加 匹配 。
d t o a e t i ct t t n t e tn a d e e a ma r c l r p g t n aa f c ran i y o u e h s d r g n r l a c o el o a ai mo e . p o d1 T e i l t g e u t n i ae h t h e h smu ai r s l i d c t t a t n s
【 键 词 】T — C MA; 播 模 型 ; 型 校 正 ; 小 二 乘 关 DSD 传 模 最
【 中图分类号 】T 9 9 N 2. 5
【 文献标识码 】A
S udy n op a i n o l t o Pr ag to M de Tun n Ba e o TD—SCDM A S t m ig s d n yse
表 1 4种 传 播 模 型 的适 用 条 件
络 规 划 软 件 能 很 方 便 地 对 模 型 进 行 校 正 , 其 过 分 依 赖 但 于 电子 地 图 , 成 本 高 , 别 在 一 些 中小 城 市 , 用 软 件 且 特 使 校 正 将 增 加 网络 规 划 前 期 的 投 资 。 根 据 T — C MA 网 DSD 规 的要 求 . 者 提 出 了 一 种 简 单 的 基 于 最 小 二 乘 理 论 的 笔

通信中级题(含答案)

通信中级题(含答案)

填空题1.基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号两种,调制也分为(数字调制)和(模拟调制)两大类。

2.在发送端需要把数字基带信号的频谱搬移到带通信道的通带范围内,这个频谱的搬移过程称为(数字调制)。

相应地在接收端需要将已调信号的频谱搬移回来,还原为数字基带信号,这个频谱的反搬移过程称为(数字解调)。

3.二进制数字相位调制又分为(二进制绝对调相(2PSK))和(二进制相对调相(2DPSK))两种。

4.数字基带信号是低通型信号,其功率谱集中在(零频)附近,它可以直接在(低通型)信道中传输。

5.跳频系统的频率随时间变化的规律称为(跳频图案)。

5、天线的极化就是指天线辐射时形成的电场强度方向。

当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为(垂直极化波);当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为(水平极化波)。

6、根据天线阵列的最大辐射方向,将其分为(垂射)和(端射)。

1.移动通信的发展趋势表现在小型化、(宽带化)、(网络融合化和业务综合化)、(智能化和软件化)、(个人化)等方向。

2.GSM系统常用的频率复用方式为(4*3)。

3.GSM系统基站子系统由(基站收发信机组)和(基站控制器)两大部分组成。

4.GSM系统的工作频段分为(900M)频段和(1899M)频段。

5.GSM系统采用(频分)双工方式。

6.GSM系统全速率业务信道速率为(22.8kbit/s)。

7.同GSM系统相比,GPRS网络中在BSC部分增加了(PCU)。

8.GPRS业务可分为(点对点业务)和(点对多点业务)。

9.IS-95系统前向信道包括(1)个导频信道、(1)个同步信道、(1~7)个寻呼信道和(55)个前向业务信道。

1O.IS-95及cdma2000 l x数字蜂窝移动通信系统频道间隔为(1.23MHz),其基本频道的序号为(283)。

11.CDMA系统通过采用RAKE接收技术可以克服多径的不利影响,带来(路径)分集的好处。

1.微波中继通信是利用(微波)作为载波并采用中继(接力)方式在地面上进行的无线电通信。

基于改进粒子群算法的无线传播模型校正

统 计 分 析 值 。其 中 ,Men r r 示 预 测 值 和 实 际 路测 值 的统 计 平 均 值 ,R Err 示 预 测 值 和 路 测数 aE r 表 o MS r 表 o
据 的均 方 差 , Sd ro 表 示 预 测 值 和 路 测 数据 的标 准 差 。其 具 体 含 义 如 下 : tErr
设 X 为某测试 点的预测值 , 1
为该点的实测值 ,且 Ⅳ为总测试点数 。令 Y = 1 ,则 : X一
,,
均值误差定义为:Ma rr e Er : n o
,而均方差定义为:R Srr 1 M E o=/ r
, 标准差定义为:
‘收稿 日期 ,2 1 —62 0 00 —8
摘要 t为提 高无 线 网络规划 中路损 预测 精度 ,本文 在分析 无线 传播模 型校 正理 论及 基本粒 子群 算法 的基础 上 ,提 出 了合理 的适应 度 函数和粒 子编 码形 式设 计,研 究 了改进 的粒 子群算 法 在无线 传播模 型校 正领 域 的应 用 。仿真 结果表 明,该 算法正确 有效 ,且 校正结 果精 度优 于传统 算法 。 关键 词 ,传 播模 型校 正 ;路 径损 耗 ;粒 子群 算法 ;最小 二乘法
高 了粒 子 的搜 索 能 力 的 同 时 , 引入 了系 数 范 围 控 制 ,从 而 保 证 了校 正 结 果 的 合 理 性 , 并通 过 网络 规 划
优 化仿 真 平 台与 传 统 算 法校 正结 果 进 行 了对 比分析 与验 证 。
2 传 播模型校 正原 理
网络 规 划 中 ,不 同频 段 所 采 用 的传 播模 型 的表 达 式 不 同 ,根据 特 定 的适 用 范 围 ,通 常 采 用 的 宏 蜂 窝模 型 有 Ok muaHaa模 型 、C T2 1Haa模 型 、 C T2 1Waf hIe a 模 型和 L E模 型 等 。 u r— t OS 3 一 t OS 3 一 l s k g mi i E 因此 ,模 型 校 正 前应 首先 选 定 需 要 校 正 的模 型 ,并 设 置 各 校 正 因 子 的 初 始值 ,通 常可 选 择 该 频 率 上 的

移动通信电子课件教案-第3章_移动信道的传播特性

d(km )d1d2又d1 2Reht,d2 2Rehr 2Re( ht hr) 4.12( ht hr)(m)
第3章 移动信道的传播特性
3.1.4 障碍物的影响与绕射损耗
P
x T
d1 h1
x 为菲涅尔余隙
T d1
d2
R d2
h2
x
h1
P
R h2
(a)
(b)
图 3 - 3 障碍物与余隙
(a) 负余隙; (b) 正余隙
第3章 移动信道的传播特性
t = t0 t= t0+
t1 t1+ 1 1 t1+ 1 2 (a)
t2 t2+ 2 2t2+ 2 3 t2+ 2 1 (b)
t= t0+
t3
(c)
图 3 - 11 时变多径信道响应例如 (a) N=3; (b) N=4; (c) N=5
t3+ 3 4
第3章 移动信道的传播特性
第3章 移动信道的传播特性
3.2.4 多径时散与相关带宽 ——续
时延扩展Δ:最大传输时延和最小传输时延的差值,即最后 一个可分辨的时延信号与第一个时延信号到达时间的差值, 实际上就是脉冲展宽的时间。
表示时延扩展的程度。
归一化时延信号的包络E(t):将移动通信中接收机接收 到的多径的时延信号强度进行归一化。
第3章 移动信道的传播特性
第3章 移动信道的传播特性
3.1 无线电波传播特性 3.2 移动信道的特征 3.3 陆地移动信道的传输损耗 3.4 移动信道的传播模型 思考题与习题
第3章 移动信道的传播特性
引言
三种研究无线移动通信信道的根本方法: 理论分析:用电磁场理论和统计理论分析电波在移动
环境中的传播特性,并用数学模型来描述移动信道。 现场电波实测:在不同的传播环境中,做电波实测实

spm传播模型公式

spm传播模型公式
spm模型介绍
SPM(标准传摇枝型〉是建立.在:Cost231——TTata模型的基础上,现己广泛应用在3Gi移动通信设汀的领域中常用的SPM模型中的标准宏小区模型应用较广泛。

J计算公式如下:
Ploss=K1+K2lg(d)+K3log(hms)
+K4LDiffraction+K5lg( heff)lgd)+K6lg( hmeff)+KT7(f Clutter) P:路抛(dT3m );
K1 :俯移常量;
K2:币离相关的lg(d)的修正国了:K3:lg(h)的H正网了;
K4:衍射计算.的修正因子;K5:1g(h)1g(d)的修止因子;
K6:移动台有效高度的修正因子:K7:地貌平均加权损耗的修正闪了:d:基站到移动站之间的距离, m1。

hms:移动站对地面的高度, m. 这个数值或者可以指定为通用数值,或者只对应单个地物类剃。

heff:基站天线的有效高度,m。

Diffraction:等效刃形衍射方法计算的衍射损耗。

Clutter:平均加权..
对于SPM模型的特点.对于该模型的参数值,K3固定为5.83,K5为-6.55,K6为0. 而对丁K4而言,市区一般设置为0.2,郊区一般设置为0.4.。

不同频率的5G传播模型对比

不同频率的5G传播模型对比摘要:精确的传播模型是无线规划和优化的重要基础,本文主要研究700Mhz在无线环境中的传播特性,通过在XX市进行大量的CW路测数据并分析处理得到了基于SPM模型的700MHz、2.6GHz、4.9GHz的传播模型,以700MHz为例分析在有底噪干扰情况下的传播模型流程与结果,并探讨了700MHz-800MHz的无线环境,且通过多种方式对传播模型进行验证;将2.6GHz和4.9GHz的传播模型校正结果进行对比,并对比了射线跟踪和SPM模型的不同对比。

对与该城市具有相同地貌的城市的有一定的参考价值,对相关的网络规划提供了理论基础。

关键词:无线通信5G 传模校正一、传播模型校正的目的与意义1. SPM传播模型校正的简介无线信号从发射天线辐射出去后,经过空间传播,到达接收端。

由于无线传播环境复杂,接收信号也变得复杂。

在无线网络规划中准确预测收发之间信号的衰耗,决定了无线网络规划的合理性,传播模型校正是进行无线网络规划的一项基础性工作,准确的传播模型对于合理设计站间距、准确地进行网络性能仿真有着至关重要的影响[1]。

SPM(standard propagation model)传播模型是无线网络规划普遍使用的工具,其数学表达式如下:L=K1+K2log10d+K3log10ℎte+K4L Diffraction+K5log10dlog10ℎte+K6ℎre+K7f clutter(1)其中,K1是与频率相关因子,K2是距离衰减因子,K3是移动台天线高度相关因子,K4是与衍射计算相关的因子,K5是与发射天线有效高度和距离相关的因子,K6是移动台高度相关因子,K7是地貌相关因子,f clutter是相关地貌因素。

d是发射点到接收点的直线距离,ℎte是发射机天线有效高度,L Diffraction是衍射损耗,ℎre是移动台有效高度。

尽管SPM 模型的各个因子都是可以进行校正的,但是由于所能采集到的数据有限,并不是所有的因子在现阶段的模型校正过程中都能够进行准确的校正。

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