GSM无线传播理论课件

《GSM无线传播理论课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSM无线传播理论课件（40页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单击此处编辑母版标题样式,Page,*,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,中国电子科技集团公司第二十二研究所通信工程事业部,谢谢,汇诚,-,华为合作授权培训中心,谢谢,中国电子科技集团公司第二十二研究所通信工程事业部,中国电子科技集团公司第二十二研究所通信工程事业部,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,中国电子科技集团公司第二十二研究所通信工程事业部,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击

2、此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,中国电子科技集团公司第二十二研究所通信工程事业部,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,无线传播理论,ISSUE1.0,Page,2,在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率的分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间电磁干扰，知道最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传播特性的研究、理解和据此进行的场强预测。它时进行系统工程设计和研究频谱有效利用、电磁兼容性等所必须了解和掌握的基本理论。,前 言,Page,3,学习完此课程：,了解电磁波的传

3、播途径,理解不同环境下的无线传播,掌握无线传播模型及其用于场景,了解传播模型校正,目 标,Page,4,第,1,章 无线电波基本原理,第,2,章 无线电波传播特性,第,3,章 无线电波传播模型,第,4,章 电波传播模型校正,内容介绍,Page,5,基本原理无线频谱,不同的频段内的频率具有不同的传播特性,Page,6,电场,电场,电场,振子,电波传输方向,磁场,磁场,基本原理电磁波的传播,无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。,无线电波的电场方向称为电波的极化方向。,如果电波的电场方向垂直于地面，为垂直极化波,如果电波的电场方向与地面平行，为水平极化

4、波,Page,7,基本原理传播途径,直射波及地面反射波,（最一般的传播形式）,对流层反射波,（传播具有很大的随机性）,山体绕射波,（阴影区域信号来源）,电离层反射波,（超视距通讯途径）,Page,8,基本原理传播路径,建筑物反射波,绕射波,直达波,地面反射波,Page,9,第,1,章 无线电波基本原理,第,2,章 无线电波传播特性,第,3,章 无线电波传播模型,第,4,章 电波传播模型校正,内容介绍,Page,10,无线传播环境,电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线传播环境直接决定传播模型的选取。影响环境的主要因素：,自然地形（高山、丘陵、平原、水域）,人工建筑的数量、分布、材料特性,该区

5、域植被特征,天气状况,自然和人为的电磁噪声状况,Page,11,准平滑地形,表面起伏平缓，起伏高度小于等于,20,米的地形,不规则地形,除了准平滑地形之外的其余地形，可按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形等,R,T,T,R,地形分类,Page,12,信号衰落,距离,(m),接收功率,(,dBm,),10,20,30,-20,-40,-60,慢衰落,快衰落,Page,13,抗快衰落措施分集,信号分集,时间分集,符号交织、检错、纠错编码、,RAKE,接收机技术,空间分集,采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡

6、能力也是一种空间分集的形式。,频率分集,GSM,采用跳频,CDMA,采用扩频技术,Page,14,解 决,均衡、,RAKE,技术,电波时延扩展,起源于反射，主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间差异而带来的同频干扰问题,发射信号来自远离接收天线的物体,Page,15,T,R,绕射损耗,电磁波在绕射点四处扩散,绕射波覆盖除障碍物外的所有方向,扩散损耗最为严重,计算公式复杂，随不同绕射常数变化,Page,16,XdBm,WdBm,穿透损耗,=X-W=B dB,电磁波穿透墙体的反射和折射,穿透损耗（,1,）,室内信号取决于建筑物的穿透损耗,室内窗口处与室内中部信号差别较大,建筑物材质对

7、穿透损耗影响较大,电磁波的入射角对穿透损耗影响较大,Page,17,T,R,穿透损耗（,2,）,物体阻挡,/,穿透损耗为：,隔墙阻挡：,5,20dB,楼层阻挡：,20dB,，,室内损耗值是楼层高度的函数，,-1.9dB/,层,家具和其它障碍物的阻挡：,2,15dB,厚玻璃：,6,10dB,火车车厢的穿透损耗为：,15,30dB,电梯的穿透损耗：,30dB,左右,茂密树叶损耗：,10dB,Page,18,第,1,章 无线电波基本原理,第,2,章 无线电波传播特性,第,3,章 无线电波传播模型,第,4,章 电波传播模型校正,内容介绍,Page,19,常用传播模型,自由空间传播模型,Okumura(

8、,奥村,)/Hata,模型,COST231-Hata,模型,COST231 Walfish-Ikegami,模型,Keenan-Motley,模型,计算机辅助计算模型,Page,20,Lo=91.48+20lgd,for f=900MHz,Lo=97.98+20lgd,for f=1900MHz,Lo=99+20lgd,for f=2100MHz,自由空间传播模型,自由空间传播模型适用于具有各向同性传播介质（如真空）的无线环境，是理论模型。该环境在现实中并不存在，但空气介质近似于各向同性介质。,Page,21,适用范围：,频率范围,f:1501500MHz,基站天线高度,Hb:30200m,移

9、动台高度,Hm:110m,距离,d:120km,Okumura-Hata,模型,宏蜂窝模型,基站天线高度高于周围建筑物,1km,以内预测不适用,频率超过,1500MHz,以上时不适用,Page,22,适用范围：,频率范围,f:15002000MHz,基站天线高度,Hb:30200m,移动台高度,Hm:110m,距离,d:120km,宏蜂窝模型,基站天线高度高于周围建筑物,1km,以内预测不适用,频率超过,2000MHz,或低于,1500MHz,时不适用,COST 231-Hata,模型,Page,23,适用范围：,频率范围,f,:8002000MHz,基站天线高度,Hbase,:450m,移动

10、台高度,Hmobile,:13m,距离,d,:0.025km,建筑物高度,Hroof(m),路面宽度,w(m),建筑物间距,b(m),相对直射波方向的街道走向,(,),COST 231 Walfish-Ikegami,模型,市区环境，宏蜂窝或微蜂窝,郊区环境或乡村环境不适用,Page,24,Ploss=K,1,+K,2,lgd+K,3,(H,ms,)+K,4,lg(H,ms,)+K,5,lg(H,eff,),+K,6,lg(H,eff,)lg(d)+K,7,+K,clutter,Pathloss,：路径损耗,(dB),K,1,：与频率相关的常数,K,2,：距离衰减常数,K,3,、,K,4,：移

11、动台天线高度修正系数,K,5,、,K,6,：基站天线高度修正系数,K,7,：绕射修正系数,K,clutter,：地物衰减修正系数,d,：基站与移动台之间的距离,(km),H,ms,、,H,eff,：移动台天线和基站天线的有效高度,(m),ASSET,规划软件,模型,K,参数,参考值,K1,152/1800M Urban,K2,44.90,K3,-2.55,K4,0.00,K5,-13.82,K6,-6.55,K7,-0.80,无线传播模型,Page,25,无线传播模型,Pathloss,：路径损耗,(dB),K,1,：偏置常数,K,2,：距离衰减常数,K,3,：基站天线高度修正系数,K,4,：

12、绕射计算的乘数（必须为正数）,K,5,：,log(HTxeff)log(d),的乘数,K,6,：移动台天线高度修正系数,K,clutter,：地物衰减修正系数,K(hill,los),：山区区域的校正因子（,NLos,0,）,d,：基站与移动台之间的距离,(m),H,meffs,、,H,eff,：移动台天线和基站天线的有效高度,(m),U-net,规划软件,模型,K,参数,参考值,K1,-52.92,K2,68.6,K3,5.83,K4,1,K5,-6.55,K6,0,Ploss=K,1,+K,2,logd+K,3,log(H,eff,)+K,4,Diffraction+K,5,log(d)l

13、og(H,eff,),+K,6,(Hm,eff,)+K,clutter,f(clutter)+K,(hill,los),Page,26,第,1,章 无线电波基本原理,第,2,章 无线电波传播特性,第,3,章 无线电波传播模型,第,4,章 电波传播模型校正,内容介绍,Page,27,模型校正,模型校正的意义：,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密切关系到小区规划是否合理，运营商能否以比较经济合理的投资满足用户的需求。因此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，需要进行传播模型的校正。,Page,28,目标传播环境,选定传播模型,CW

14、,数据采集,实测传播路径损耗,参数设置,预测传播路径损耗,比较,误差满足要求？,结束,模型校正基本原理和流程,Page,29,站址选择,选择站址标准,a,、天线高度大于,20,米,b,、天线高于最近的障碍物,5,米以上；,c,、在此障碍物主要指天线所在屋顶上的最高建筑物，作为站址 的建筑物应高于周围建筑物的平均高度。,Page,30,发射子系统：,发射天线、馈线、高频信号源、天线支架,接收子系统：,测试接收机、,GPS,接收机、测试软件、便携机等,高频信号源,测试平台,Page,31,测试路径,选择测试路径原则,地形：测试路径必须照顾到区域中所有的主要地形,高度：如果该区域地形起伏差异大，则测

15、试路径必须照顾到区域中不同高度的地形,距离：测试路径必须照顾到区域中离站点不同距离的位置,方向：纵向和横向路径上的测试点数需保持一致,长度：,1,次,CW,测试的路程总长度应大于,60km,点数：测试点数越多越好,(,要求,10000,点，,4,小时）,重叠：不同站点的测试路径可尽量重叠，以增加模型可靠性,阻挡物：在天线信号受某一侧的楼面阻挡时，不要跑到该侧楼面后的阴影区。,Page,32,路测,采样符合李氏定律：,40,个波长，采样,50,个样点,车速上限：,Vmax=0.8/Tsample,异常情况下测试结果必须从采样数据中剔除,衰落过大的样点（超过,30dB,）；,隧道中,高架桥下,若用

16、定向天线进行,CW,测试，测试路线从主瓣覆盖区域中选取,Page,33,测试数据处理,测试数据需要处理后才能被规划软件识别，处理步骤：,数据过滤,数据离散,地理平均,格式转换,Page,34,准备工作,安装网络规划软件：,U-net,是一个功能强大的规划优化软件，模型校正只是其中的一个功能模块,创建项目,在,U-net,中，所有的规划优化模型校正等等工作都是在各个项目的基础上进行的,导入天线方位图文件,天线方位图随不同生产厂家而不同，需要正确导入,建立模型和数据导入,Page,35,过滤设置,模型校正,距离过滤：,建议：将,r3km,的数据滤除,信号强度过滤：,建议：,Signal-40dBm,或,Signal-121dBm,的数据滤除,Clutter,过滤：,建议：将落在,Clutter,内样点数少于,300,个的,Clutter,滤除,Page,36,参数校正,模型校正,Page,37,模型校正,校正结果分析,校正结束后还需要对所得模型的准确性进行分析。,模型的准确性是指校正所得的模型和实际测试环境的贴合程度，一般通过RMS Error的大小来评估,。,最好的情况是,RMS Err