3路径损耗模型-ITU
简化的路径损耗模型
简化的路径损耗模型信号传播的复杂性使得用一个单一的模型准确描述信号穿越一系列不同的环境的路径损耗的特征非常困难。
准确的路径损耗模型可以通过复杂的射线追踪模型或者经验测量获得，其中必须满足严格的系统规范，或者基站和接入点的布局必须在最佳的位置。
然而，出于对不同系统设计的通用权衡分析，有时候最好的方式是用一个简单的模型抓住信号传播的本质特征，而不是求助于复杂的路径损耗模型，后者也仅仅是真实的信道的近似。
这样，下面这个路径损耗（以距离为自变量的函数）的简单模型成为系统设计的常用方法。
(2.20)如果用dB衰减的形式表达，则为：(2.21)在这个近似公式中，K是无单位常数，取值取决于传播、天线参数和阻塞引起的平均衰减，d0是天线远场的参考距离，γ是路径损耗指数。
由于在天线近场存在散射现象，模型（2.20）通常只适用于传播距离d＞d0，其中室内环境下假设d0的范围是1-10米，室外环境下假设d0的范围是10-100米。
K的值小于1，而且通常被设定为在距离d0处的自由空间路径损耗（这个设定已经被经验测试数据证实）：(2.22)或者K也可以由在d0处的测量数据决定，并且进行进一步的优化，以便模型或者经验数据之间的均方误差（MSE）能够最小化。
γ的值取决于传播环境：对于近似遵循自由空间模型或者双路径模型的传播来说，γ值相应地取为2—4。
在更复杂的环境中，γ值可以通过拟合经验测试数据的最小均方误差（MMSE，Mimimum Mean Square Error）来取得（如下面的例子所示）。
或者γ值也可以由考虑了载频和天线高度的经验模型（如Hata模型、Okumura模型等）来取得。
表格2.1概括了900MHz下不同的室内环境和室外环境下的γ值。
如果载频更高，则路径损耗指数γ也会更高。
主要指出的是，室内环境下γ的取值范围变化比较大，这是由地板、隔墙和物体引起的信号衰减导致的。
应用场景：对于一个2GHz室内系统，P r/P t的现场测试数据如表格2.2所示。
路径损耗模型和参数-ITU
ITU-R P. 1791建议书*用于评估超宽带设备影响的传播预测方法（ITU-R 第211/3号课题）（2007年）范围本建议书提供适用1-10 GHz频率范围的方法，以计算视距（LoS）和障碍路径环境下室内和室外超宽带（UWB）系统的路径损耗，并评估传统窄带接收机从UWB发射机接收功率的情况。
国际电联无线电通信全会，考虑到a) 超宽带（UWB）技术是一项迅速发展的无线技术；b) 采用UWB技术的设备使用多个高速数据流，并覆盖广泛带宽；c) 了解传播特性对于评估UWB设备的影响至关重要；d) 人们既需要了解有关干扰评估的实验（即适用各站址）模型和意见，又需要了解进行详细传播预测所需的确定性（或针对具体站址的）模型，注意到a) ITU-R P. 525建议书提供有关自由空间衰减的计算方法；b) ITU-R P. 528建议书提供VHF、UHF和SHF频段航空移动和无线电导航业务的传播曲线；c) ITU-R P. 618建议书提供地对空链路的传播数据和预测方法；d) ITU-R P. 452建议书阐述约0.7 GHz至30 GHz频率范围内地球表面台站之间微波干扰的评估程序；e) ITU-R P. 1238建议书提出有关900 MHz至100 GHz频率范围的室内传播指导；f) ITU-R P. 1411建议书提供约300 MHz至100 GHz频率范围室外短路径的传播方法；*应提请无线电通信第1研究组注意本建议书。
g) ITU-R P.1546建议书提出有关30 MHz至3 GHz频率范围距离为1公里或1公里以上系统的传播指导；h) ITU-R P. 530建议书提供地面视距（LoS）系统设计的传播数据和预测方法，建议1应采用本建议书附件1提供的信息和方法计算1 GHz至10 GHz频率范围内UWB设备的路径损耗；2应采用本建议书附件2提供的信息评估传统窄带接收机从UWB发射机接收的功率。
附件 11 引言UWB视距传输损耗对频率的依赖主要由天线特性决定。
ITU-R 1238-5
ITU-R P.1238-5 建议书
5
当不存在外部路径时，在5.2 GHz 频率上的测试结果表明 ，在正常入射角下，典型的钢筋 混凝土楼板和吊顶的伪天花板一起引入的平均附加损耗为20 dB，其标准差为1.5 dB。灯具使 平均损耗增加到30 dB，其标准差为 3 dB； 楼板下的通风管道使平均损耗增加到36 dB，其标 准差为5 dB。在如射线跟踪那样的位置专用的模型中，应该使用这些值，而不用Lf。 室内阴影衰落统计呈正态分布。表4给出了标准差值（dB）。 表4 用于室内传输损耗计算的阴影衰落统计的标准差（dB）
频率 900 MHz 1.2-1.3 GHz 1.8-2 GHz 4 GHz 5.2 GHz 60 GHz
（ 1）
居民楼 – – 28 – – – –
办公室 33 32 30 28 31 22 22
商业楼 20 22 22 22 – 17 –
70 GHz（ 1）
（ 1）
60 GHz和70 GHz的数值是假设在单一房间或空间内的传输，不包括任何穿过墙传输的损耗。 距离大于100 m时，60 GHz 附近的气体吸收已很重要，它可能影响频率重复使用的距离（见 ITU-R P.676建议书）。
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ITU-R P.1238-5 建议书
其中： N： 距离功率损耗系数 f： 频率（MHZ） d： 基站和便携终端之间的距离（其中d＞1 m ） Lf： 楼层穿透损耗因子（dB）
n ： （ n≥ 1） 基站和便携终端之间的楼板数。
表2 和3给出了一些典型参数。它们是基于各种各样的测量结果得到的。在本节末尾给出 了附加的通用指导原则。 表2 用于室内传输损耗计算的功率损耗系数N
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ITU-R P.1238-5 建议书
路径损耗计算涉及的几种传播模型
1.影响TD-LTE覆盖距离的因素目标业务速率RB配置小区用户数频率复用系数发射功率接收灵敏度GP配置PRACH配置资源调度算法传输模式和天线类型2.最大覆盖能力评估2.1TD-LTE帧配置对最大覆盖能力的影响在功率、干扰以及链路损耗等不受限的条件下，对于TD-LTE系统，如下两个因素会影响最大覆盖能力，需要首先考虑。
这两个因素是：1）特殊子帧的配置，主要是GP的配置2）Preamble中GT的配置最大覆盖范围的理论计算公式如下：GP决定的下行最大覆盖范围：MaxD1=C × GP/2（式2.1-1）GT决定的上行最大覆盖范围：MaxD2=C × GT/2（式2.1-2）考虑上下行平衡的最大覆盖范围是ＭaxD=Min(MaxD1,MaxD2)（式2.1-3）其中Ｃ为光速。
3.几种典型的链路传播模型3.1自由空间的传播模型= 2 2 ()2 ()（式3.1-1）f为频率（单位：MHz）d为距离（单位：Km）为自由空间传播损耗（单位：dB）；3.2实际工程中涉及的典型传播模型3.2.1Okumura-Hata 模型１．Okumura-Hata模型适用条件：１）频率范围是150MHz到1500MHz，２）小区半径大于1 km的宏蜂窝系统，３）基站有效天线高度在30 m到200 m之间，移动台有效天线高度在1 m到10 m之间。
４）Okumura-Hata模型以市区传播损耗为标准，在此基础上对其它地形做了修正。
２．Okumura-Hata模型经验公式实测中在基本确定了设备的功率、天线的高度后，可利用Okumura-Hata模型对信号覆盖范围作一个初步的测算。
在市区，Okumra-Hata 经验公式如下：m =69 55 26 16logf −13 82log (ℎte )−a (ℎre ) [44 9−6 55log (ℎte )]logd（式3.2-1） 其中：f 是载波频率（单位：MHz ）；te h 是发射天线有效高度（单位：m ）； re h 是接收天线有效高度（单位：m ）；d 是发射机与接收机之间的距离（单位：Km ）；)(re h a 是移动天线修正因子，其数值取决于环境。
无线传播路径损耗
给定频率的无线制式，无线传播损耗主要是随距离变化的路径损耗(Path Loss)，影响该路径损耗的三种最基本的传播机制为反射、绕射和散射，即有反射损耗Re flection Loss)、绕射损耗(Scattered Loss)、地物损耗(Clutter Loss)。
如果电磁波穿过墙体、车体、树木等等障碍物，还需考虑穿透损耗(Penetration Loss)。
如果将手机贴近的人体使用，还需考虑人体损耗(Body Loss)等等。
路径损耗的环境因子系数n 一般随传播环境不同而不同，一般密集城区取4〜5,普通城区取3〜4，郊区取2.5〜3。
在实际无线环境中，天线的高度可以影响路径损耗。
一般发射天线或接收天线的高度增加一倍，可以补偿6dB的传播损耗。
反射损耗随反射表面不同而不同，水面的反射损耗在0〜1dB，麦田的反射损耗在2〜4dB，城市、山体的反射损耗可达14dB〜20dB.绕射波在绕射点四处扩散，扩散到除障碍物以外的所有方向，不同情况损耗差别较大。
地物损耗主要由于地表散射造成，损耗大小视具体情况而定。
穿透损耗和建筑物的材质以及电磁波的入射角关系较大，一般情况下隔墙阻挡取5〜20dB，楼层阻挡每层20dB，厚玻璃6〜10dB，火车车厢的穿透损耗为15〜30dB，电梯的穿透损耗为30dB左右。
人体损耗一般取3个dB，也就是无线电波经过人体，一半的能量被人体吸收。
HUAWEI室内分布系统传播模壁■华为室内传播模型华为以ITU模型、Keencin-Motley模型为参考，结合大量的实践经验和数据总结，提出华为室内覆盖传播模型：PL(d) 20 r|:log( /) + 10 :|:n r|: log( d)- 13 dB+ !■/『)..•f:持率.单位MHz；n :室内路径损耗因子；d:移动台与天线之间的距离，单位为m ;招:慢衰落余童，取值与覆盖概率要求和室内慢衰落标准差有关；蜘=£耳:Pi，第画隔墙的穿透损耗；n,隔墙数量；。
自由空间路径损耗模型
自由空间路径损耗模型一、引言自由空间路径损耗模型是无线通信领域中常用的一种模型，用于描述无线信号在自由空间中传播过程中的信号损耗情况。
该模型基于电磁波的传播特性和自由空间中的阻抗特性，通过计算距离和频率等参数，可以估计信号在传播过程中的损耗情况。
本文将介绍自由空间路径损耗模型的原理、计算公式以及应用场景。
二、自由空间路径损耗模型的原理自由空间路径损耗模型是基于电磁波在自由空间中传播的特性来建立的。
根据电磁波传播的规律，信号在自由空间中的损耗主要取决于传播距离和频率。
在传播距离相同的情况下，频率越高，损耗越大。
这是因为高频信号的波长较短，更容易受到自由空间中的散射、反射和衰减等因素的影响。
三、自由空间路径损耗模型的计算公式自由空间路径损耗模型的计算公式如下：路径损耗(dB) = 20log10(d) + 20log10(f) - 147.55其中，路径损耗是以分贝（dB）为单位的，表示信号在传播过程中的损耗情况；d是传播距离，单位为米（m）；f是信号的频率，单位为赫兹（Hz）。
四、自由空间路径损耗模型的应用场景自由空间路径损耗模型主要应用于无线通信系统的规划和设计中。
通过该模型，可以估计信号在不同距离和频率下的损耗情况，从而确定无线设备的传输距离和功率要求。
在无线通信系统的建设过程中，合理地选择信号的频率和功率，可以有效地提高信号的覆盖范围和质量。
自由空间路径损耗模型还可以应用于无线信号强度的预测和建模。
通过测量不同距离和频率下的信号强度，可以建立信号强度的模型，为无线定位、无线室内覆盖等应用提供参考。
五、总结自由空间路径损耗模型是无线通信领域中常用的一种模型，用于描述无线信号在自由空间中传播过程中的信号损耗情况。
该模型基于电磁波的传播特性和自由空间中的阻抗特性，通过计算距离和频率等参数，可以估计信号在传播过程中的损耗情况。
自由空间路径损耗模型在无线通信系统的规划和设计中起着重要的作用，可以优化无线设备的传输距离和功率要求。
路径损耗、阴影衰落和多径衰落
路径损耗、阴影衰落和多径衰落转载▼路径损耗（path loss）是由发射功率的辐射扩散及信道的传输特性造成的。
在路径损耗模型中一般认为对于相同的收发距离，路径损耗也相同。
阴影（shadowing）效应是发射机和接收机之间的障碍物造成的，这些障碍物通过吸收、反射、散射和绕射等方式衰落信号功率，严重时甚至会阻断信号。
多径衰落即接收机所接收到的信号是通过不同的直射、反射、折射等路径到达接收机。
由于电波通过各个路径的距离不同，因而各条路径中发射波的到达时间、相位都不相同。
不同相位的多个信号在接收端叠加，如果同相叠加则会使信号幅度增强，而反相叠加则会削弱信号幅度。
这样，接收信号的幅度将会发生急剧变化，就会产生衰落。
路径损耗引起长距离上（100m～1000m）接收功率的变化，而阴影引起障碍物尺度距离上（室外环境是10m～100m，室内更小）功率的变化。
两者在相对较大的距离上引起功率变化，故称其为大尺度传播效应（largescale propagation effect）。
多径信号干扰也会引起接收功率的变化，但这种变化发生在波长数量级距离上，这个距离较短，所以称为小尺度传播效应（smallscale propagation effects）。
多径信号的时延扩展可以导致频率选择性衰落（frequency-selective fading），即针对信号的中不同的频率万分，无线传输信道会呈现不同的随机响应，由于信号中不同频率分量的衰落是不一致的，所以经过衰落之后，信号波形就会发生畸变。
由此可以看到，当信号的速率较高，信号宽带超过无线信道的相干带宽时，信号通过无线信道后各频率分量的变化是不一样的，引起信号波形的失真，造成符号间的干扰，此时就认为发生了频率选择性衰落；反之，当信号的传输速率较低，信道带宽小于相干带宽时，信号通过无线信道后各频率分量都受到相同的衰落，因而衰落波形不会失真，没有符号间干扰，则认为信号只是经历了平衰落，即非频率选择性衰落。
5G无线网络中毫米波通信的路径损耗预测模型
第30卷第2期2020年6月信阳农林学院学报Journal o£Xinyang Agriculture and Forestry UniversityVol.30No.2Jun.20205G无线网络中毫米波通信的路径损耗预测模型韩静(山西工程职业学院计算机信息系，山西太原030032)摘要:在5G通信中，毫米波信道建模是一项尤为关键的技术。
为了充分了解毫米波的传输特征,首先在室外点对点网络和车联网环境下分别测量了60GHz和73GHz的信道。
然后，通过在自由空间模型和斯坦福大学信道模型中引入校正因子，建立能够准确预测60GHz毫米波路径损耗的改进模型。
其次，将在发射器和接收器之间来自多个天线指向方向的信号进行合并，提出了73GHz毫米波波束合并的路径损耗模型。
实验结果表明，本文的路径损耗预测模型能够较准确地描述60GHz和73GHz毫米波的路径损耗情况。
关键词：5G；毫米波;路径损耗模型中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:2095-8978(2020)02-0110-04多输入多输出(Multiple—Input Multiple—Output,MIM0)m等创新技术以及毫米波(mmWave)频段中的新频谱分配有助于缓解当前频谱不足的问题闪，并且推动第五代(5G)无线通信的发展。
为了进行准确而可靠的5G系统设计,有必要全面了解毫米波频率上的传播通道特性。
新兴的5G通信系统采用了革命性新技术、新频谱和新架构概念。
因此，设计可靠的信道通道模型以协助工程师进行设计显得尤为重要。
与低于6GHz的频率相比，毫米波在发射天线的第一米传播中会有更高的自由空间路径损耗。
而在链路的两端使用高增益天线可以克服路径损耗,还可以使用波束成形和波束合并技术来提高链路质量并消除干扰区_5]。
本文针对60GHz和73GHz频段的毫米波，建立了能够准确描述路径损耗的模型。
1改进自由空间和斯坦福大学信道模型对于3G和4G蜂窝网络，可以使用IEEE802.16e系统的斯坦福大学信道模型来估计在微波频带中工作于2GHz以上的路径损耗冏。
网络路径损耗值计算公式
网络路径损耗值计算公式引言。
在现代社会中，网络通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而在网络通信中，路径损耗值的计算是非常重要的。
路径损耗值是指信号在传输过程中由于传输媒介、距离等因素而造成的信号衰减。
在网络规划和优化中，准确计算路径损耗值可以帮助我们更好地设计和优化网络结构，提高网络的性能和覆盖范围。
因此，本文将介绍网络路径损耗值的计算公式，并探讨其在网络通信中的重要性。
一、路径损耗值的定义。
路径损耗值是指信号在传输过程中由于传输媒介、距离等因素而造成的信号衰减。
路径损耗值的大小直接影响着信号的传输质量和覆盖范围。
一般来说，路径损耗值与传输距离成正比，传输距离越远，路径损耗值越大。
此外，传输媒介的不同也会对路径损耗值产生影响，比如在空气中传输的信号路径损耗值要大于在光纤中传输的信号。
二、路径损耗值的计算公式。
路径损耗值的计算公式通常采用自由空间传播模型或多径传播模型。
其中，自由空间传播模型适用于开阔的空间环境，而多径传播模型适用于复杂的城市环境。
下面分别介绍这两种模型的路径损耗值计算公式。
1. 自由空间传播模型。
在自由空间传播模型中，路径损耗值的计算公式为：L = 20 log(d) + 20 log(f) + 20 log(4π/c)。
其中，L为路径损耗值（单位为dB），d为传输距离（单位为米），f为信号频率（单位为赫兹），c为光速（单位为米/秒）。
2. 多径传播模型。
在多径传播模型中，路径损耗值的计算公式为：L = L0 + 10 n log(d/d0)。
其中，L0为参考距离d0处的路径损耗值（单位为dB），n为路径损耗指数，通常在2-5之间，d为传输距离（单位为米）。
三、路径损耗值的重要性。
路径损耗值的准确计算对于网络规划和优化具有重要意义。
首先，路径损耗值的大小直接影响着信号的传输质量和覆盖范围。
准确计算路径损耗值可以帮助我们更好地设计和优化网络结构，提高网络的性能和覆盖范围。
其次，路径损耗值的计算还可以帮助我们评估网络设备的性能和传输媒介的质量，为网络的维护和管理提供参考依据。
路径损耗模型
路径损耗模型
路径损耗模型描述无线信号在从发射端传播至接收端过程中强度减弱的现象，主要包括自由空间传播损耗与多径衰落两部分。
自由空间损耗遵循平方反比定律，即损耗与距离的平方成正比，与频率及发射天线与接收天线的有效面积有关。
而在实际环境中，由于反射、散射、衍射等效应导致信号多径传播，引入阴影衰落和快衰落。
其中，大尺度路径损耗模型如Okumura-Hata模型、Cost231模型考虑了地形、环境等因素对信号的影响；小尺度模型如Rayleigh、Rician 分布则描述随机快衰落现象。
总之，路径损耗模型用于估算无线通信系统中信号的传播损失，指导网络规划与设计。
ITU-R-P.1546-3建议书
ITU-R 建议书30 MHz至3 000 MHz频率范围内地面业务点对面预测的方法（200007年）范围本建议书对30 MHz至3 000 MHz频率范围内地面业务点对面无线电传播的预测方法做了说明。
该方法打算用于有效发射天线高度小于3 000 m、路径长度在1-1 000 km之间的陆地路径、海面路径和/或陆地—海面混合路径上的对流层无线电电路。
该方法的基础是对经验导出场强曲线进行内插/外推，而该曲线是距离、天线高度、频率和时间百分比的函数。
计算程序还包括对该内插/外推法所得的结果进行校正，以便纳入地形净空和地物遮挡对终端的影响。
国际电联无线电通信全会，考虑到a) 在VHF和UHF波段内规划地面无线电通信业务时，需要对工程师提供规划指南；b) 对于运行于同频道或相邻频道上的发射台而言，确定所需间隔的最小地理距离以避免因远距离上对流层传播造成的不可接受的干扰，是十分重要的事项；-c) 附件2、附件3和附件4中给出的曲线都基于实验数据的统计分析，注意到a) ITU-R 建议书为125 MHz至30 GHz频率范围和高达1 800 km距离范围的航空移动业务提供点对面路径损耗的预测指南；b) ITU-R 建议书为约 GHz以上频率提供地球表面上发射台之间微波干扰详细估值的指南；c) ITU-R 建议书为30 MHz以上频率范围和100至1 000 km距离范围的超视距无线电中继系统提供点对点路径损耗的预测指南；d) ITU-R 建议书为短距离范围（最高1 km）室外业务提供预测指南；e) ITU-R 建议书为地面视距系统的点对点路径损耗提供预测指南，建议1附件1至附件8内给出的程序，应用于30 MHz至3 000 MHz频率范围内和1 km至1 000 km距离范围内对于广播、陆地移动、水上移动和某些固定业务（例如那些采用点对多点的系统）中点对面的场强预测。
附件 1引言】1 传播曲线附件2、附件3和附件4中的传播曲线表明在标称频率分别为100、600和2 000 MHz、1 kW有效辐射功率（）场强值下，场强作为各种参数函数的曲线关系。
信号传播损耗损耗模型
信号传播损耗损耗模型
信号传播损耗模型是一种用数学表达式表示的信号传播损耗的模型，它可以用来计算信号在传播过程中的衰减程度。
常见的信号传播损耗模型如下：
- 自由空间路径损耗模型：适用于无障碍物的开阔环境，传播损耗只考虑距离和信号频率。
- 两射频单元间的传播损耗模型：适用于距离较远且地面为开阔平整环境的场景。
该模型考虑了直射线和地面反射线给信号传播损耗带来的影响。
- Hata模型：适用于城市微波广播频段，频率范围在150MHz到1.9GHz。
此模型可根据不同的城市地形和天线高度进行调整。
- 瑞利损耗模型：适用于严重多径环境，如城市建筑物密集地区。
该模型考虑多径反射效应，其核心思想是信号传输受到大量随机反射和散射的影响，信号损耗随距离的平方成比例增加。
- Longley-Rice模型：也称不规则地形模型，适用于复杂地形环境，如山区、峡谷等。
移动通信室内路径损耗传播模型
移动通信室内路径损耗传播模型——苏华鸿—— 在室内电磁波传播受影响的因素很多，在有限的空间内环境变化大，墙、顶、地、人和室内物体等都会引起电磁的反射、折射、散射和吸收，电磁场分布十分复杂，电波传播模型相应多种多样。
本文着重介绍在测试的基础上总结出来的三种传播模型，可供移动通信室覆盖预测参考用。
一、室内小尺度路径损耗室内小尺度路径损耗是指短距离、短时间内快速衰落（衰落深度达20~40dB ），其传播模型表达式为：δX d d n d P d P L L +⋅⋅+=)log(10)()(00 (dB) （式1）式中：)(d P L 表示路径d 的总损耗值；)(0d P L 表示近地参考距离（30=d ~λ10），自由空间衰减值 n 表示环境和建筑物传播损耗指数（1.6~3.3）δX 表示标准偏差6（3~14）的正态随机变量二、室内路径损耗因子模型这一模型灵活性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB 衰减因子模型表达试为：)()log(10)()(00dB FAF d d n d P d P SF L L +⋅⋅+= （式2）式中：SF n 表示同层损耗因子（1.6~3.3）FAF 表示不同层路径损耗附加值（10~20dB ）三、室内自由空间路径损耗附加因子模型在室内可以认为是自由空间受限的传播路径，这一模型灵活性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB ，其传播模型表达式为：))log(20)()(00dB d d d P d P L L (∙++=αβ （式3）式中：β为路径损耗因子（-0.2~1.6dB/m ）最后，我们利用上述三种模型进行一下室内电波场强覆盖预测：由于式1中X 与的正态随机变量关系式没有多种，因此实际工程采用式2和式3较多，本文举出二例供工程设计参考用。
例1：假设本工程为某一宾馆的室内分布系统工程，天线输入口功率dBm Pt 5=，吸顶天线增益为dBm Gm 1.2=，同层预测距离15=d 米，0d 设定为1米。
路径损耗计算涉及的几种传播模型
（式 3.2-2）
)
大城市： a(hre) 8.29(log1.54hre)2 1.1dB ( f 300MHz) （式 3.2-3） a(hre ) 3.2(log11.75hre )2 4.97dB ( f 300MHz ) （式 3.2-4）
郊区：
Okumra-Hata 经验公式修正为 Lm L(市区） 2[log( f / 28)]2 5.4 农村：
3.1 自由空间的传播模型
= ������
������ ( ) ������ ( ) （式 3.1-1）
f 为频率（单位：MHz） d 为距离（单位：Km）
为自由空间传播损耗（单位：dB）；
3.2 实际工程中涉及的典型传播模型
3.2.1 Okumura-Hata 模型
１．Okumura-Hata 模型适用条件： １）频率范围是 150MHz 到 1500MHz， ２）小区半径大于 1 km 的宏蜂窝系统， ３）基站有效天线高度在 30 m 到 200 m 之间，移动台有效天线高度在 1 m 到
������������������������ ������ ������������������������ − ������ ������������������(������������������������) − ������
（式 3.2-7）
Le:传播损耗（单位：dB）
d：首发设备之间的距离（单位：Km）
（式 3.2-1）
其中：
f 是载波频率（单位：MHz）； hte 是发射天线有效高度（单位：m）； hre 是接收天线有效高度（单位：m）；
d 是发射机与接收机之间的距离（单位：Km）； a(hre ) 是移动天线修正因子，其数值取决于环境。
移动通信常见电波传播损耗预测模型
LEE宏蜂窝模型
• 基本思路 先把城市当成平坦的，只考虑人为建筑物的影响，在此基 础上再把地形地貌的影响加进来 • 地形地貌影响的三种情况 无阻挡 有阻挡 水面反射
（1）自然地形（高山、丘陵、平原、水域等） （2）人工建筑的数量、高度、分布和材料特性 （3）该地区的植被特征 （4）天气状况 （5）自然和人为的电磁噪声状况 （6）系统的工作频率和移动台运动等因素
常用的电波传播损耗预测模型
• Hata模型 根据应用频率的不同，分为Okumura-Hata 模型和COST 231 Hata模型 • CCIR模型 • LEE模型 • COST 231 Walfisch-Ikegami 模型（WIM模型）
[44.9 6.55 log(ht )] log(d ) C cell Cterrain
校正因子
中小城市 [1.11 log( f ) 0.7] hr [1.56 log( f ) 0.8] 2 f 300Mhz 大城市 郊区乡村 a (hr ) 8.29[log(1.54hr )] - 1.1 3.2[log(11.75h )] 2 4.97 f 300Mhz r
L=42.6+26log(d)+20log(f)
(2)非视距传播情况，路径损耗
L=L0+L1+L2 其中L0—空间损耗 L1—由沿屋顶下沿最近的衍射引起的衰落损耗
L1 16.9 10 log( w) 10 log( f ) 20 log(ht hr ) L11
路径损耗模型和参数-ITU
路径损耗模型和参数-ITUITU-R P. 1791建议书*⽤于评估超宽带设备影响的传播预测⽅法（ITU-R 第211/3号课题）（2007年）范围本建议书提供适⽤1-10 GHz频率范围的⽅法，以计算视距（LoS）和障碍路径环境下室内和室外超宽带（UWB）系统的路径损耗，并评估传统窄带接收机从UWB发射机接收功率的情况。
国际电联⽆线电通信全会，考虑到a) 超宽带（UWB）技术是⼀项迅速发展的⽆线技术；b) 采⽤UWB技术的设备使⽤多个⾼速数据流，并覆盖⼴泛带宽；c) 了解传播特性对于评估UWB设备的影响⾄关重要；d) ⼈们既需要了解有关⼲扰评估的实验（即适⽤各站址）模型和意见，⼜需要了解进⾏详细传播预测所需的确定性（或针对具体站址的）模型，注意到a) ITU-R P. 525建议书提供有关⾃由空间衰减的计算⽅法；b) ITU-R P. 528建议书提供VHF、UHF和SHF频段航空移动和⽆线电导航业务的传播曲线；c) ITU-R P. 618建议书提供地对空链路的传播数据和预测⽅法；d) ITU-R P. 452建议书阐述约0.7 GHz⾄30 GHz频率范围内地球表⾯台站之间微波⼲扰的评估程序；e) ITU-R P. 1238建议书提出有关900 MHz⾄100 GHz频率范围的室内传播指导；f) ITU-R P. 1411建议书提供约300 MHz⾄100 GHz频率范围室外短路径的传播⽅法；*应提请⽆线电通信第1研究组注意本建议书。
g) ITU-R P.1546建议书提出有关30 MHz⾄3 GHz频率范围距离为1公⾥或1公⾥以上系统的传播指导；h) ITU-R P. 530建议书提供地⾯视距（LoS）系统设计的传播数据和预测⽅法，建议1应采⽤本建议书附件1提供的信息和⽅法计算1 GHz⾄10 GHz频率范围内UWB设备的路径损耗；2应采⽤本建议书附件2提供的信息评估传统窄带接收机从UWB发射机接收的功率。
路径损耗和阴影衰落
无线信道的衰落特性无线通信近年来移动通信技术飞速发展，经历了三个发展阶段，第一代模拟系统仅提供语音服务，不能传输数据；第二代数字移动通信系统的数据传输速率也只有9.6Kbit/s，最高可达32kbit/s；第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbit/s。
随着第三代移动通信(3G)陆续在各国投入商业运营，必将给人们的生活带来更多的方便。
过去所采用的一些成熟的无线技术，例如窄带信道中的调制技术，由于其速率的限制，已渐渐被宽带信道调制技术所代替，对宽带信道的传输性能及调制技术的研究已经达到前所未有的高度。
无线通信的发展目标是使用者能够在任意地点、任何时间与任何人实现即时通信。
无线电波的传播无线信道的电波传输特性与传播环境—地貌、人工建筑、气候特征、电磁干扰情况、通信体移动速度和使用的频段等密切相关。
无线通信系统的通信能力和服务质量、无线通信设备要采用的无线传输技术都与无线移动信道性能的好坏密切相关。
电磁波在空中传播时，墙壁、地面、建筑物和其他物体会对电磁波形成反射、散射、折射和衍射等现象。
无线移动信号的损耗包括自由空间传播损耗与弥散、阴影衰落和多径效应。
无线电波在理想的空间中传播时，电磁波的能量不会被障碍物吸收，也不存在电波的反射、折射、绕射、色散和吸收等现象，但是随着传播距离的增大，电磁能量在扩散过程中产生球面波扩散损耗；由于电波传播遇到的障碍物等阻挡，形成电波阴影区，阴影区的电场强度减弱的现象称为阴影效应。
引起的衰落幅度服从对数正态分布（正态衰落或高斯衰落）；由于移动传播环境的多径传播引起的衰落称为多径衰落。
当接收信号中无主导信号时，衰落振幅服从瑞利分布。
当接收信号中有主导信号时，衰落振幅服从莱斯分布。
多径衰落使信号电平起伏不定，严重时将影响通话质量。
无线电波的衰落作用使得到达接收端的信号的功率变小。
在发射机和接收机之间的存在的任何障碍物都会引起信号功率的衰减。
发送和接收信号模型在频率范围为0.3GHz~3GHz的UHF频段和频率范围为3GHz~30GHz的SHF 频段，电波的传播特性良好，天线尺寸也比较小，很适合无线通信。
路径损耗模型-ITU
用于规划频率X围在900 MHz到100 GHz内的室内无线电通信系统和无线局域网的传播数据和预测方法〔ITU-R第211/3号课题〕〔1997-1999-2001-2003-2005-2007年〕X围本建议书介绍了在900 MHz 至100 GHz频率X围内的室内传播的指导原如此，主要内容如下：–路径损耗模型；–时延扩展模型；–极化和天线辐射图的效应；–发射机和接收机选址的效应；–建材装修和家具的效应；–室内物体移动的效应。
考虑到a〕正在开发将在室内工作的许多短距离〔工作X围短于1 km〕的个人通信应用；b〕正如许多现有产品和热门的研究活动所明确的那样，无线局域网〔RLAN〕和无线专用交换机〔WPBX〕需求很旺盛；c〕希望设立无线局域网标准，可与无线和有线通信都兼容；d〕采用非常低功率的短距离系统在移动和个人环境下提供业务有许多优点；e〕在建筑物内的传播特性和在同一区域内许多用户引起的干扰这两方面的知识，对系统的有效设计是非常重要的；f〕用于系统初步规划和干扰估算的通用〔即与位置无关〕模型和用于某些细致评估的定型〔或具体地点〕模型都是需要的；注意到a〕ITU-R P.1411建议书为频率X围在300 MHz到100 GHz的室外短距离电波传播提供了指导，并且该建议也应该作为同时存在室内和室外传播条件的那些情况下的参考文件。
建议1对工作于900 MHz到100 GHz之间的室内无线电系统的传播特性进展评估时，采用附件1中的资料和方法。
附件 11引言室内无线电系统的传播预测在某些方面是与室外系统有区别的。
跟室外系统中一样，根本目的是保证在所要求的区域内有效覆盖〔或在点对点系统情况下保证有可靠的传播路径〕和防止干扰，包括系统内的干扰以与其他系统的干扰。
然而，在室内情况下，覆盖的X围是由建筑物的几何形状明确地限定的，而且建筑物本身的各边界将对传播有影响。
除了一建筑物的同一层上的频率要重复使用外，经常还希望在同一建筑物的各层之间要频率共用。
路径损耗和阴影衰落
路径损耗和阴影衰落1 概述无线通信是要实现信息准确可靠且高速地传输，然而这个目标的实现存在着严峻的挑战。
因为无线信道易受噪声、干扰和其他信道因素影响，而且由于用户的移动和信道的动态变化，这些因素还在随时间随机变化。
其中路径损耗和阴影衰落是两个影响接收信号功率非常重要的因素，本文将讲述两者对接收功率变化的影响，并分析相关的信道传播模型。
2 发送信号与接收信号模型调制器中的振荡器产生实正弦信号，不是复指数信号，实际上信道只改变了发送信号在不同频率处的幅度和相位，因此接收信号也是实信号。
又因为我们采用复数信道建模，所以为了便于分析，我们把发送和接收信号表示成一个复信号的实部。
下面分别给出发送和接收信号模型。
2.1 发送信号发送信号表达式为2()Re{()}c j f t s t u t e π= (1)其中u(t)一个复信号，P u 为功率，u(t)称为s(t)的复包络，即u(t)的振幅就是s(t)的振幅。
发送信号s(t)的功率P t =P u /2。
2.2 接收信号接收信号表达式与发送信号类似，只是叠加了噪声:2()Re{()}()c j f t r t v t e n t π=+ (2)其中n(t)为信道噪声。
v(t)=u(t)*c(t)，其中c(t)是信道的冲激响应。
3 路径损耗路径损耗是由发射功率的辐射扩散及信道的传播特性造成的。
显而易见，传播距离越大，辐射扩散越大，路径损耗也越大。
假设发送发送信号功率为Pt ，相应的接收信号功率为Pr 。
则定义信道的路径损耗（path loss ）为1010log t L r P P dB dB P =(3) 信道只能衰减信号，所以用分贝表示的路径损耗一般都是非负值。
下面根据不同的信道传播特性对不同的信号传播模型进行简要介绍。
3.1 自由空间路径损耗在自由空间路径损耗模型中，信号经过自由空间到达距离d 处的接收机，发射机和接收机之间没有任何障碍物，信号沿直线传播，产生接收信号：2()Re ()c j f t r t t e π⎫⎪=⎬⎪⎪⎩⎭ (4)2/j d e πλ-是由传播距离d 引起的相移。
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ITU-R P.1238-5建议书用于规划频率范围在900 MHz到100 GHz内的室内无线电通信系统和无线局域网的传播数据和预测方法（ITU-R第211/3号课题）（1997-1999-2001-2003-2005-2007年）范围本建议书介绍了在900 MHz 至100 GHz频率范围内的室内传播的指导原则，主要内容如下：–路径损耗模型；–时延扩展模型；–极化和天线辐射图的效应；–发射机和接收机选址的效应；–建材装修和家具的效应；–室内物体移动的效应。
考虑到a）正在开发将在室内工作的许多短距离（工作范围短于1 km）的个人通信应用；b）正如许多现有产品和热门的研究活动所表明的那样，无线局域网（RLAN）和无线专用交换机（WPBX）需求很旺盛；c）希望设立无线局域网标准，可与无线和有线通信都兼容；d）采用非常低功率的短距离系统在移动和个人环境下提供业务有许多优点；e）在建筑物内的传播特性和在同一区域内许多用户引起的干扰这两方面的知识，对系统的有效设计是非常重要的；f）用于系统初步规划和干扰估算的通用（即与位置无关）模型和用于某些细致评估的定型（或具体地点）模型都是需要的；注意到a）ITU-R P.1411建议书为频率范围在300 MHz到100 GHz的室外短距离电波传播提供了指导，并且该建议也应该作为同时存在室内和室外传播条件的那些情况下的参考文件。
建议1 对工作于900 MHz到100 GHz之间的室内无线电系统的传播特性进行评估时，采用附件1中的资料和方法。
附件 11 引言室内无线电系统的传播预测在某些方面是与室外系统有区别的。
跟室外系统中一样，根本目的是保证在所要求的区域内有效覆盖（或在点对点系统情况下保证有可靠的传播路径）和避免干扰，包括系统内的干扰以及其他系统的干扰。
然而，在室内情况下，覆盖的范围是由建筑物的几何形状明确地限定的，而且建筑物本身的各边界将对传播有影响。
除了一建筑物的同一层上的频率要重复使用外，经常还希望在同一建筑物的各层之间要频率共用。
这样就增添了三维干扰问题。
最后，距离很短，特别是使用毫米波频率的场合，意味着无线电路径附近环境的微小变化可能会对传播特性有重大的影响。
由于这些因素的复杂性，若要着手室内无线电系统的具体规划，就需要知道特定位置的详细情况，如几何形状、材料、家具、预期的使用模型等。
但是，为了进行系统初步规划，必须估计出覆盖该区域内所分布的移动站所需要的基站数目以及要估计与其他业务的可能干扰或系统之间的潜在干扰。
对这些系统规划的情况而言，通常必须要有代表该环境中的传播特性的模型。
同时，为了完成计算，该模型不应该要求使用者提供许多输入信息。
本附件主要说明了在室内无线电环境中遇到的传输损伤的通用的、与位置无关的模型和定性的建议。
如有可能，也给出与位置有关的专用模型。
在许多情况下，基本模型可用的数据受限于频率或试验环境。
当可以取得更多的数据时，希望将附件中的建议加以扩充。
同样，要根据使用这些模型过程中取得的经验来改善这些模型的精度。
但是，本附件代表了目前可以使用的最佳建议。
2 室内无线电系统中的传播损伤和质量的度量标准室内无线电信道的传播损伤主要由下列因素所造成：—来自房间内的物体（包括墙和地板）的反射和物体附近的衍射；—穿过墙、地板和其他障碍物的传输损耗；—高频情况下能量的通道效应，特别时走廊中这个效应更明显；—房间中人和物体的运动，包括在无线电链路的一端或两端可能的运动，而引起的传播损伤如下：—路径损耗——不仅有自由空间损耗，还有由于障碍物以及穿过建筑物材料传输引起的附加损耗，并且由于通道效应，自由空间损耗可能会减小；—路径损耗随时间和空间的变化；—从波的反射分量和衍射分量而引起的多径效应；—由于移动终端的随机位置变化而引起的极化失配。
室内无线通信业务可以由如下特性来表征：—高/中/低数据速率；—每个基站的覆盖区（如房间、楼层、建筑物）；—移动式/便携式/固定式；—实时/非实时/准实时；—网络拓扑（如点对点、点对多点、每一点对每一点）。
对于每一种应用场合，如语音通信、不同速率的数据传输、图像传送和视频业务等，确定一个信道的哪一种传播特性最适合于描述它的质量是很有用的。
表1列出了典型业务最重要的特性。
表1典型业务和传播损伤3 路径损耗模型使用这一传输损耗模型时假设基站和便携终端位于同一建筑物内。
可以用位置通用的模型或位置专用的模型来估算室内基站到移动站/便携无线电终端的路径损耗。
3.1位置通用模型本节所描述的模型可视为位置通用的模型，因为这些模型几乎不需要有关路径或位置的信息。
室内无线电路径损耗可以用平均路径损耗和它的相关的阴影衰落统计两者来表征。
几种室内路径损耗模型计及了信号穿过多堵墙和/或多层楼板的衰减。
本节中所描述的模型计及了穿过多层楼板的损耗，以便考虑楼层之间诸如频率重复使用这样一些特性。
下面给出的距离功率损耗系数包含隐含的穿过墙以及越过和穿过障碍物传输的份额，还包括建筑物单一层内可能遇到的其他损耗机理的份额。
位置专用模型将会有选项，明确地计及由于每堵墙引入的损耗，而不是在距离模型中包含的损耗。
基本模型有如下公式：L total ＝ 20 log10f + N log10 d + L f (n)－28 dB (1)其中：N：距离功率损耗系数f：频率（MHZ）d：基站和便携终端之间的距离（其中d＞1 m）L f：楼层穿透损耗因子（dB）n：（n≥1）基站和便携终端之间的楼板数。
表2和3给出了一些典型参数。
它们是基于各种各样的测量结果得到的。
在本节末尾给出了附加的通用指导原则。
表2用于室内传输损耗计算的功率损耗系数N（1）60 GHz和70 GHz的数值是假设在单一房间或空间内的传输，不包括任何穿过墙传输的损耗。
距离大于100 m时，60 GHz附近的气体吸收已很重要，它可能影响频率重复使用的距离（见ITU-R P.676建议书）。
表3用于室内传输损耗计算的穿透n层楼板时的楼板穿透损耗因子L f（dB）（n≥1）对居民楼没有列出不同频带上的功率损耗系数，可以使用办公室楼情况下给出的数值。
应该指出，穿过多层楼板时所预期的隔离可能有一个极限值。
信号可能会找到其他的外部传输路径来连接链路，该外部传输路径的总传输损耗小于有穿过多层楼板的穿透损耗引入的总损耗。
当不存在外部路径时，在5.2 GHz频率上的测试结果表明，在正常入射角下，典型的钢筋混凝土楼板和吊顶的伪天花板一起引入的平均附加损耗为20 dB，其标准差为1.5 dB。
灯具使平均损耗增加到30 dB，其标准差为3 dB；楼板下的通风管道使平均损耗增加到36 dB，其标准差为5 dB。
在如射线跟踪那样的位置专用的模型中，应该使用这些值，而不用L f。
室内阴影衰落统计呈正态分布。
表4给出了标准差值（dB）。
表4用于室内传输损耗计算的阴影衰落统计的标准差（dB）虽然已经在各种各样的条件下做了许多有用的测试，但将它们做直接比较是困难的，而且仅报告了一些经过选择的频带的结果，可以得到几个一般性的结论，特别是有关900-2000 MHz频带的结论。
—具有视距（LoS）分量的路径是以自由空间损耗为主的，而且距离功率损耗系数约为20。
—大型开放式房间的距离功率损耗系数约为20。
这可能是由于在房间的大部分区域内都有强的视距传输分量。
实例包括位于大型零售商场、运动场、开放式安排的工厂和办公楼中的那些房间。
—走廊的路径损耗比自由空间损耗小，典型的距离功率系数约为18。
具有长的直线形过道的杂货铺的路径损耗也呈现走廊路径损耗特征。
—在障碍物周围和穿过墙的传播将要引入相当大的损耗。
在典型的环境下，可能会使功率距离系数增加到40左右。
实例包括封闭式安排的办公楼的各个房间之间的传输路径。
—对于长的无阻挡路径，可能出现第一菲涅耳区的转折点。
在这转折点的距离上，距离功率损耗系数可能会从20左右变化到40左右。
—办公室环境中，路径损耗系数随频率增加而降低并不总能观察到，或并不容易解释清楚（表2）。
一方面，随着频率的增加，通过障碍物（例如墙、家具）的损耗增加了，而绕射信号对接收功率的影响比较小；另一方面，在更高的频率处，第一菲涅耳区被阻挡得比较少，因而损耗比较低。
实际的路径损耗与这些相反的机理有关。
3.2 位置专用的模型为了估计路径损耗或场强，位置专用的模型也是有用的。
已经可以启用基于统一绕射理论（UTD）和射线跟踪技术的用于室内场强预测的多个模型。
要计算室内场强，必须要有建筑物结构的详尽资料。
这些模型把经验元素与UTD的电磁理论求解方法结合起来。
该方法考虑到了单个绕射射线和单个反射射线，并且可以推广到多次反射或绕射以及绕射射线和反射射线的组合。
反射射线和绕射射线都考虑进去以后，路径损耗的预测精度得到很大改善。
4 时延扩散模型4.1 多径移动/便携式无线电传播信道随时间、频率和空间位移而变化。
即使在静态的情况下，即发射机和接收机的位置固定不变的情况下，该信道也可能是动态变化的，因为散射体和反射体都很可能在运动之中。
术语“多径”是根据如下事实引入的，即无线电波通过反射、绕射和散射等多种路径从发射机传送到接收机。
每一传播路径都有相应的时延，时延的长短与路径长度成正比。
（在一给定环境中预期的最大时延时间的很粗略的估计，可以完全从房间的大小和无线电脉冲传播距离d（m）所用的时间（ns）接近于3.3d这一事实来得到。
这些有时延的信号中的每一个都有相应的幅度，它们形成了具有时变特性的线性滤波器。
4.2 脉冲响应信道建模的目标，是提供在无线电链路和系统仿真中要使用的无线电传播的精确数学表达式，用于系统应用的建模。
因为无线电信道是线性信道，它完全可以由它的脉冲响应来描述。
只要知道了脉冲响应，就可以确定无线电信道对任何输入的响应。
这是链路性能仿真的基础。
脉冲响应一般表示为功率密度，它表示为相对于第1个可检测的信号的额外时延的函数。
这一函数常常称为功率时延曲线。
它的一个例子如ITU-R P.1407建议书中图（1）所示，但是室内信道的时延标度要用纳秒而不是毫秒来表示。
本建议还包含表征脉冲响应曲线的几个参数的定义。
信道脉冲响应随接收机的位置变化而变化，它也可能随时间变化。
所以，它通常按一个波长范围的脉冲响应曲线的平均值来度量和报道，以减少噪音的效应，或者在几个波长范围内求平均确定空间平均值。
重要的是要明确地确定指的是那一种平均和怎么进行平均。
所建议的平均程序是按以下方式形成一个统计模型：为每一脉冲响应估计（功率时延曲线）确定在平均时延T D前和后的时间（见ITU-R P.1407建议书），在这些时间以外，功率密度相对于峰值功率密度不超过规定值（﹣10、﹣15、﹣20、﹣25、﹣30 dB）。
这些时间的分布的中值和如需要90%的点就形成了模型。