基于 td-scdma 系統(tǒng)的無線傳播模型校正的研究new

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1、中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn基于TD-SCDMA系統(tǒng)的無線傳播模型校正的研究123李方偉，胡艷麗，楊帆1重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院重慶4000652重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院重慶4000653武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院武漢430081yincan56@163.com摘要：無線傳播模型是通信系統(tǒng)蜂窩小區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)，無線傳播模型的準(zhǔn)確性對TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃起著重要作用，準(zhǔn)確的傳播模型直接關(guān)系到小區(qū)規(guī)劃的合理性及通信運(yùn)營商們的成本問題。本文分析了兩種典型的傳播模型：Okumura-Hata模型和COST231-Hata模型，重點敘述了數(shù)據(jù)采集和數(shù)

2、據(jù)處理、傳播模型校正的原理、校正的具體過程及其校正準(zhǔn)則。關(guān)鍵詞：無線傳播模型;蜂窩小區(qū);校正中圖分類號：TN929.51.引言隨著我國無線通信的快速發(fā)展，傳播模型和本地環(huán)境的匹配程度引起了通信運(yùn)營商的普遍關(guān)注，因此，有必要獲得與實際環(huán)境及其相似的無線傳播模型。由于移動通信是通過無線空間這一介質(zhì)作為傳播路徑，決定了傳播路徑的開放性，也使得無線電波傳播環(huán)境更加惡劣，導(dǎo)致無線電波傳播的復(fù)雜性。因此，無線傳播模型的研究對整個移動系統(tǒng)的發(fā)展極其重要，它的準(zhǔn)確程度直接關(guān)系無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃規(guī)模估算的準(zhǔn)確度，基站的布局情況以及運(yùn)營商的成本問題。目前傳播模型分為基于電磁理論的確定性模型和基于統(tǒng)計分析的經(jīng)驗性模型

3、。前者由于計算量大而不用于宏蜂窩的模型預(yù)測，廣泛用于微蜂窩和微微蜂窩的預(yù)測；后者常用于宏蜂窩的模型預(yù)測。由于在微蜂窩和微微蜂窩中基站天線和接收天線高度一般低于周圍建筑物高【1】度，此時，基于統(tǒng)計分析的經(jīng)驗型公式產(chǎn)生了很大的誤差，已不再適用。2.典型傳播模型介紹傳播模型表示某種特定環(huán)境或傳播路徑下電磁波的傳輸損耗情況?；诮y(tǒng)計分析的模型，適用于宏蜂窩信號預(yù)測，它的研究歷史悠久，是一種較成熟的技術(shù)。目前，應(yīng)用較廣泛的模型大多是統(tǒng)計模型。2.1Okumura-Hata模型奧村(Okumura)通過對日本城市進(jìn)行大量的無線電波傳播損耗的測量，得出一系列經(jīng)驗【2】曲線，通過對這些曲線進(jìn)行擬合，得到H

4、ata模型的經(jīng)驗公式為：L=+69.5526.16lgfh?13.82lg+?(44.96.55lgh)(lg)d?a(h)(1)b城bbm式(一)中，f為工作頻率(MHz)，hb為發(fā)射天線高度(m)，hm為接收天線高度(m)，d為傳播距離(km)，α(hm)為接收天線高度修正因子，其值取決于環(huán)境。a(h)=1.1(lgf?)7.0h?.1(56lgf?)8.0中小城市mm2a(h)=.829lg.1(54h)?1.1大城市且f≤200MHzmm-1-中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn2a(h)=2.3lg(11.75h)?.497大城市且f≥400MHzmmO

5、kumura-Hata模型的適用條件：（1）f為150～1500MHZ；不支持TD-SCDMA目前使用的2G頻段。（2）基站天線有效高度hb為30～200m。（3）移動臺天線高度hm為1～10m。（4）通信距離為1～35km。2.2COST231-Hata模型與Okumura-Hata模型一樣，COST231-Hata模型也是以O(shè)kumura等人的測試結(jié)果作為根【3】據(jù)，通過對高頻段的Okumura傳播曲線進(jìn)行分析得到的公式，基本傳播損耗中值公式：L=+46.333.9lgfh?13.82lg?+?α(h)(44.96.55lgh)lgd+C(2)bbmbm式(二)中，f為工作頻率(MHz

6、)，hb為發(fā)射天線高度(m)，hm為接收天線高度(m)，d為傳播距離(km)，Cm為城市修正因子。0dB中等城市和郊區(qū)的中心Cm=3dB大城市中心COST231-Hata模型的適用條件：（1）f為1500～2000MHZ。（2）基站天線有效高度hb為30～200m。（3）移動臺天線高度hm為1～10m。（4）通信距離為1～20km。3.傳播模型校正傳播模型校正的目的就是減小經(jīng)驗傳播模型在該環(huán)境使用的誤差。通常采用連續(xù)波(CW,ContinuousWave)測試，從而獲得最準(zhǔn)確的無線信號路徑損耗值，并與規(guī)劃工具的場強(qiáng)預(yù)測結(jié)果進(jìn)行比較修正，使兩者之間誤差的均值和方差達(dá)到最小，最終得出最能反映當(dāng)

7、地?zé)o線傳播環(huán)境的參數(shù)，從而得到適用于該環(huán)境并具有理論可靠性的經(jīng)驗傳播模型。3.1傳播模型校正原理移動環(huán)境中實際接收信號電平是快衰落疊加在慢衰落信號之上形成的，為了分析方便，【4】接收信號電平函數(shù)可以表述為：rxmxrx()=()()×(3)0其中，x為距離，r(x)為接收信號，ro(x)為瑞利衰落，m(x)為本地均值，也就是長期衰落和空間傳播損耗的合成，可以表示為：1xL+mx()=∫rydy()(4)2LXL?其中2L