模型校正和模拟预测

信号源
功率放大器
功率计
接收机
手提电脑


发射端：信号源产生频率为890MHZ未经调制的连续波，经功率放大器放大至 40dbm（10W），经功率计检测后由全向天线发射出去。 接收端：信号经接收天线到接收机，主要接收信号的电平值数据，接收机外 接GPS天线同步记录位臵信息数据，这些数据经路测软件处理后记录 在手提电脑中。
a.了解当地各种环境下，单站覆盖效果。
b.收集路测数据(信号场强和GPS位臵信息)。
CW测试
B.测试工具 硬件：信号源、功率放大器、功率计、 全向发射天线、天线固定支架、 接收机（内臵GPS）、手提电脑等。 软件：Agilent E7473。
CW测试
CW测试
C.工作原理
发射天线 接收天线和GPS天线
传播模型校正
1.Walfisch-Ikegami模型
视通情况下：
非视通情况下：
传播模型校正
其中：
其中：Lstreet=
(-10)+0.354a 2.5+0.075(a-35) 4.0-0.114(a-55)
a<35 35<a<55 55<a<90
Lmsd =Lmsd(1)+ka+kdlog(d)+kflog(f)-9log(b)
传播模型校正
D.模型校正（Wizard） a.新建一个project。 （File/new project）
传播模型校正
b.导入电子地图数据（地形和地貌）。 （File/import/terrain from data files）
传播模型校正
c.建立CW测试基站的基本数据（站名、经纬度、计算面 积、传播模型、ERP、天线类型、挂高等）(Add site)。
传播模型校正
地 形
地 貌 地图矢量信息
传播模型校正
B.模型校正的重要性
无线传播模型是移动通信无线网络规划的基础，得到准 确的无线传播模型可以合理地规划无线网络，提高网络资源 利用率；可以指导运营商以比较经济合理的投资满足用户的 需求，提高投资回报率。 无线传播模型受无线传播环境如地形、地貌、建筑物、 植被等参数的影响，也就是说无线传播环境不同它们的无线 传播模型也就不一致，甚至差别巨大，例如，丘陵地型的城 市与平原地型的城市相比。 结论：要想合理地规划移动通信无线网络必须要进行模型校 正。
传播模型校正
2.奥村（Okumura)模型
L50 69.55 26.16 lg f c 13.82 lg hb ahm 44.9 6.55 lg hb lg r
其中： fc=频率（MHz） L＝平均路径损耗（dB） hb＝基站天线高度（m） hm＝移动台天线地校正因子（dB） r＝距离基站地距离（km） 模型适用范围：
接 收 信 号 强 度
CW测试
驱 车 测 试
CW测试
E.CW测试问题总结
a.检查连接时仪器有无虚接（多为天线端）,如虚接会发生功率计无读数或驻波比 很大。 b.每次开启设备前，功放量程调为最小，功率计量程调为最大，否则设备开通的瞬 间电流很容易烧坏设备。 c.开启设备后，测量驻波比VSWR,要求VSWR<1.4。R=P反/P发，VSWR=1+R/1-R， 驻波比过大会导致接收到的信号强度较弱，正常情况在楼面接到 的信号强度为-30dBm左右，在楼下接收到的信号强度为-45～－55dBm左右。 b.采集点要满足在40λ内，取36-50个点的平均数作为一个输出点，C网我们通常取 890M，40λ大约是13.5米，接收机内臵GPS的位臵更新周期为1秒，所以车速需保 持小于50公里/小时。 e.路测收集数据时，最好只收集信号的接受电平，不要收集扫频数据,扫频数据的 文件非常大。
传播模型校正
应用模型校正结果参与链路预算（密集市区）
系统参数 业务速率(kbps) 基站天线高度 (m) 移动台高度 (m) 中心频率(MHz) HATA 模型地形修正(dB) 1km 损耗 A(dB) 斜率 B 上行室外覆盖最大损耗(dB) 室外覆盖半径(km) 建筑物穿透损耗(dB) 上行室内覆盖最大损耗(dB) IS95A 话音 9.6 30 1.5 833 46.38 26.50 44.1 149.17 3.20 25 124.17 话音 9.6 30 1.5 833 46.38 26.50 44.1 151.07 3.64 25 126.07 9.6 30 1.5 833 46.38 26.50 44.1 150.57 3.52 25 125.57 19.2 30 1.5 833 46.38 26.50 44.1 148.46 3.05 25 123.46 CDMA 1x 数据 38.4 30 1.5 833 46.38 26.50 44.1 146.15 2.62 25 121.15 76.8 30 1.5 833 46.38 26.50 44.1 143.74 2.23 25 118.74 153.6 30 1.5 833 46.38 26.50 44.1 141.23 1.88 25 116.23
传播模型校正
5.标准模型（planet)
传播模型校正
C.模型校正的原理
首先选择一个适合的传播模型（General），Wizard 根据这个传播模型和数字电子地图的地形地貌数据计算 出各点的接收信号强度预测值，然后再计算预测值和实 测值的误差值并平均就得到一个标准方差（修正原则： 6<标准方差<8为宜），同时得到两个传播参数A（1公里 处的中值信号电平）和D（场强衰减斜率）的建议值， 修正这两个参数就得到一个接近实际环境的传播模型。
巡点和选点
地 形 分 类 Ⅰ 密集市区 市区
郊区
巡点和选点
地 形 分 类 Ⅱ
巡点和选点
站 点 周 围 环 境
巡点和选点
选 点
巡点和选点
路 测 路 线 … 天 百 …
巡点和选点
路 测 路 线 … 德 昌 饭 店 …
巡点和选点
路 测 路 线 … 财 经 学 院 …
CW测试
2.CW测试
A.CW测试的重要性
CW测试
D.CW测试
a.使用接收机进行清频，保证所选的中心频点及 其附近频点(上下2M带宽内）没有被其他信号 源使用。 b.正确的连接仪器，然后开启设备。 c.检测所有仪器是否正常工作。 d.围绕基站进行驱车测试，半径大约5—8公里。
CW测试
(清频)
CW测试
正 确 连 接 仪 器 及 检 查
CW测试
wk.baidu.com
校正后 截距:-62.6 斜率：47.7 标准方差：7.12 RMS：0
传播模型校正
在各种地形下模型校正结果
dense urban
slop intercept 50.72 -71.5
urban
47.2 -62.6
suburban
46.24 -59.88
STD
9.14
7.12
9.75
传播模型校正
CDNMA系统 链路预算表
传播模型校正
d.导入实测数据。File/import/measured data
传播模型校正
e.模型校正。 Analysis/propagation model optimization/single PMO
传播模型校正
E.模型校正结果分析
传播模型校正
校正前 截距:-59 斜率：38.4 标准方差：12.5 RMS：8.53


传播模型校正
4.标准模型（Wizard）
PR = Pt - Ptr + Gt - Gtr + Gm - Gmr + A - B*LOG(fc)+C*LOG(hbe/ho) (D-E*LOG(hbe/ho))*LOG(R/Ro) + F*LOG(hm/hmr) + CF1 + CF2 + DL PR—中值接收信号电平 Pt—发射机输出功率 Ptr—发射机输出参考功率 Gt—发射天线增益 Gtr—发射天线参考增益 Gm—移动台天线增益 Gmr—移动台天线参考增益 A—标准参考条件下，1公里处的中值信号电平 B—频率指数（26.16dBm） fc—发射载波频率 C—基站有效高度指数（13.82） hbe—基站天线有效高度 ho—基站天线参考高度 D—场强衰减斜率 E—基站天线高度校正因子（6.55） R—预测所计算的点到基站的距离 Ro—参考距离 CF1—郊区的校正因子＝2*(LOG(fc/28))2+5.4 开阔区的校正因子=4.78*( LOG(fc))2+18.33*LOG(fc)+40.94 CF2—小城市手机天线增益因子＝(1.1*LOG(fc)-0.7)*hm-(1.56*LOG(fc)-0.8) 大城市手机天线增益因子＝3.2*(LOG(11.75hm)2-4.97 hm—手机天线高度 hmr—手机天线参考高度
传播模型校正
b.无线传播模型的研究方法
1.理论分析方法:基于无线电传播理论。 传播模型：Walfisch-Ikegami、大地理论模型、Lee。 2.实测统计方法:以经验公式为基础，通过大量的测试得到 测试数据，在经过计算机软件修正经验公式。 传播模型：奥村（Okumura)模型、COST231模型、标准模 型。
无线传播模型校正和模拟预测
网络优化部
内容

无线传播模型校正
1.巡点和选点 2.CW测试 3.传播模型校正

模拟预测
1.原理 2.数据库的建立 3.模拟预测 4.结果分析
巡点和选点
1.巡点和选点 A.巡点
a.现网资料的收集。 （基站布点图、基站的基本数据、网络参数等） b.勘测基站，检查基站的基本数据（经纬度、天线 的类型、方向、挂高、下倾角等）是否和设计方 案一致。 c.观察周围环境（初选站点）,并拍照(每隔45度)。
传播模型校正
3.传播模型校正
A.工具和数据 a.CW路测数据。 b.手提电脑。 c.无线规划设计软件(Wizard)。 d.三维电子地图数据。
传播模型校正
a.CW路测数据:主要记录的是信号的接受电平值和同步GPS位臵信息。 b.手提电脑配臵：主频1.13G,内存512M，硬盘30G以上。 c.无线规划设计软件(Wizard)：Agilent公司开发的软件。 特点：单机上操作，windows界面，使用方便灵活，功能较完善，可 处理多种技术，如AMPS、TDMA、UMTS、FDD、GSM、窄带 CDMA、3G(WCDMA、CDMA2000)等，还可进行技术跟踪升级。 功能：1.无线传播的预测与模拟,例如覆盖模拟、信号强度预测等。 2.提供扩容规划的辅助依据,旧站扩容和基站新建。 3.无线规划，如邻小区表生成等。 d.三维电子地图数据:地形、地貌、地图矢量信息。
巡点和选点
巡点和选点
巡点和选点
B.选点
a.地形分类(密集市区、市区、郊区等）。 密集市区:大部分楼高十层以上，间距密集，如商业区。 市区:大部分楼高六层以上，间距较密，如住宅区等。 郊区:大部分楼高较低，间距稀疏，如市区边沿地区。 b.要求基站周围环境开阔，无明显阻挡；具备安装条 件，交通方便，可以搬运和安装测试设备，可提供 交流电源。 c.每种地形选1～2个点，每个点预备一个备用点。 d.选点时要全面考虑，确保所测试的区域属于一个地形 或两个有明显分界的地形。
传播模型校正
3.奥村HATA模型（Wizard）：

PR=Pt-GT+GM-A-B*LOG(fc)+C*LOG(hbe/ho)-(D-E*LOG(hbe/ho))*LOG(R/Ro)+CF1+CF2+DL
PR—中值接收信号电平 Pt—发射机输出功率 GT—发射天线增益 GM—移动台天线增益 A—标准参考条件下，1公里处的中值信号电平（标准值44.9dBm） B—频率指数（26.16dBm） fc—发射载波频率 C—基站有效高度指数（13.8） hbe—基站天线有效高度 ho—基站天线参考高度 D—场强衰减斜率（44.9） E—基站天线高度校正因子（6.55） R—预测所计算的点到基站的距离 Ro—参考距离 CF1—郊区的校正因子＝2*(LOG(fc/28))2+5.4 开阔区的校正因子=4.78*( LOG(fc))2+18.33*LOG(fc)+40.94 CF2—小城市手机天线增益因子＝(1.1*LOG(fc)-0.7)*hm-(1.56*LOG(fc)-0.8) 大城市手机天线增益因子＝3.2*(LOG(11.75hm)2-4.97 hm—手机天线高度 DL—衰减余量
传播模型校正
校正前，修正 因子为0dB
校正后，修正因 子为－11.9dB
传播模型校正
C.无线传播模型的研究
a.无线传播模型的影响因素 1.跟频率有关。 2.跟传播距离有关。 3.跟移动台的移动状态有关。 4.跟传播环境有关。 (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。