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几种典型的无线传播模型介绍
传播模型是非常重要的。传播模型是移动通信网小区规划的基础。模型的价值就是保证了精度,同时节省了人力、费用和时间。在规划某-区域的蜂窝系统之前,选择信号覆盖区的蜂窝站址使其互不干扰,是一个重要的任务。如果不用预期方法,唯-的方法就是尝试法,通过实际测量进行。这就要进行蜂窝站址覆盖区的测量,在所建议的方案中,选择最佳者。这种方法费钱,费力。
利用高精度的预期方法并通过计算机计算,通过比较和评估计算机输出的所有方案的性能,我们就能够很容易地选出最佳蜂窝站址配置方案。因此,可以说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。
一个优秀的移动无线传播模型要具有能够根据不同的特征地貌轮廓,像平原、丘陵、山谷等,或者是不同的人造环境,例如开阔地、郊区、市区等,做出适当的调整。这些环境因素涉及了传播模型中的很多变量,它们都起着重要的作用。因此,一个良好的移动无线传播模型是很难形成的。为了完善模型,就需要利用统计方法,测量出大量的数据,对模型进行校正。传播模型的校正问题将在第 4 节中做具体的介绍。一个好的模型还应该简单易用。模型应该表述清楚,不应该给用户提供任何主观判断和解释,因为主观判断和解释往往在同-区域会得出不同的预期值。
一个好的模型应具有好的公认度和可接受性。应用不同的模型时,得到的结构有可能不-致。良好的公认度就显得非常重要了。多数模型是预期无线电波传播路径上的路径损耗的。所以传播环境对无线传播模型的建立起关键作用,确定某-特定地区的传播环境的主要因素有:
( l )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。
另外,无线传播模型还受到系统工作频率和移动台运动状况的影响。在相同地区,工作频率不同,接收信号衰落状况各异;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。-般分为:室外传播模型和室内传播模型。常用的模型如表 1 所示。
3 . 1 okumura-Hata 模型
Okumura - Hata 模型由在日本测得的平均测量数据构成。市区的路径损耗中值可以用下面的近似解析式表示:
3 . 2 C0ST231-Hata 模型
适合频段: 1500 - 2000 MHz
基站的天线高度 Hb : 30 - 200m
移动台天线高度 Hm : 1 - 10m
覆盖距离: 1 - 20 km
大城市区域(在农村地区和郊区可以从图 3 中得到校正因子)。
C0ST231 Walfish Ikegami 模型
该模型适合于大城市环境。
适合频段: 800 - 2000 MHz
使用的天线挂高: 4