具有地理坐標登記的路徑的場強測量.pdf

ITU R SM 1708 建議書建議書 1 ITU R SM 1708 建議書 具有地理坐標登記的路徑的場強測量具有地理坐標登記的路徑的場強測量 ITU R 第214 1號課題和 ITU R 第215 1號課題 2005年 國際電聯(lián)無線電通信全會 考慮到 a 采用不同調(diào)制類型和接入技術(shù)的移動網(wǎng)絡(luò)日益增多 b 為確保有效利用頻譜 各主管部門需要了解網(wǎng)絡(luò)的無線覆蓋情況 c 需要借助實際監(jiān)測測量進行場強預(yù)測 d 移動場強測量有時是確定較大地區(qū)無線覆蓋情況的唯一方法 e 監(jiān)管機構(gòu)可能需要根據(jù)許可證檢查網(wǎng)絡(luò)的覆蓋部署情況 f 各主管部門使用著不同的移動場強測量方法 認識到 a 需要采用共同的測量程序 以實現(xiàn)有關(guān)方對測量結(jié)果的相互認可 建議 1 應(yīng)采用附件1所述方法 對路徑的垂直極化信號進行場強測量 附件附件 1 1 概述概述 受本地接收條件的影響 實際場強值可能顯著不同于其預(yù)測值 因此必須通過測量手段 對其加以檢查 才可以確定一個較大地區(qū)的無線場強覆蓋情況 在登記測試結(jié)果時 須同時記錄其地理坐標數(shù)據(jù) 以定位測量現(xiàn)場并映射在所述地區(qū)最 易出入道路上測得的結(jié)果 ITU R SM 1708 建議書建議書 2 為評估無線覆蓋情況 有時需測量的并非實際場強 而是用戶天線 有關(guān)服務(wù)采用的典 型天線 的輸出電壓 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 如 GSM DCS1800 和 UMTS 或 DAB DVB T 對反射接收效應(yīng)較為 敏感 此時 除測量信號電平外 還需通過比特誤碼率 BER 測量或信道脈沖響應(yīng)測量進 行接收質(zhì)量測量 從而完成系統(tǒng)性能評估 利用自動撥出的呼叫 可在實際工作的數(shù)字網(wǎng)絡(luò) 上完成上述測量 且不帶來不利影響 為順利完成測量 需在路徑上進行連續(xù)傳輸 2 移動場強測量的結(jié)果移動場強測量的結(jié)果 由于反射信號的影響 場強在路徑上呈現(xiàn)嚴重的波動 一次測量結(jié)果有可能恰與最小或 最大反射值重合 同時 它亦受到接收機天線的選定高度 季節(jié) 天氣 周邊植被和濕度等 條件的影響 這些因素都會導(dǎo)致產(chǎn)生錯誤的測量結(jié)果 考慮到上述因素 可對大量原始數(shù)據(jù)的讀數(shù)做統(tǒng)計處理 以計算出可重復(fù)的場強測試結(jié) 果 3 場強的計算場強的計算 在天線輸出電壓 通常以dB V 測量 天線系數(shù)和天線信號路徑的衰減均已知的情況 下 可通過以下公式計算場強值 e vo k ac 其中 e 電場強度分量 dB V m vo 天線輸出電壓 dB V k 天線系數(shù) dB m 1 ac 天線信號路徑的衰減 dB 利用特定的測試接收機 將關(guān)于天線系數(shù)和信號路徑衰減的綜合信息事先寫入接收機內(nèi) 存 便有可能直接讀得以dB V m 為單位的場強結(jié)果 4 測量天線測量天線 在測量期間 測試天線的選定高度為1 5 3 米 這里認為結(jié)果在高度為3米時測得 5 測試接收機的設(shè)置測試接收機的設(shè)置 5 1 動態(tài)范圍動態(tài)范圍 測量接收機的動態(tài)工作范圍應(yīng) 60 dB ITU R SM 1708 建議書建議書 3 5 2 檢波器功能和相應(yīng)信號類型的帶寬檢波器功能和相應(yīng)信號類型的帶寬 接收機帶寬應(yīng)能足夠接收包含調(diào)制頻譜主要部分的信號 檢波器類型應(yīng)依照測試信號的 特點和調(diào)制模式加以設(shè)定 信號類型舉例信號類型舉例 最小帶寬最小帶寬 kHz 檢波器功能檢波器功能 調(diào)幅雙邊帶 9 或 10 線性平均值 調(diào)幅單邊帶 2 4 峰值 調(diào)頻廣播信號 170 或更大 線性 或?qū)?shù) 平均值 電視載波 200 或更大 峰值 GSM 信號 300 DAB 信號 1 500 DVB T 信號 系統(tǒng) 6 MHz 7 MHz 8 MHz 6 000 7 000 8 000 TETRA 信號 30 UMTS 信號 3 840 均方根值 窄帶調(diào)頻廣播 信道間隔 12 5 kHz 20 kHz 25 kHz 7 5 12 12 線性 或?qū)?shù) 平均值 線性 或?qū)?shù) 平均值 線性 或?qū)?shù) 平均值 GSM 全球移動通信系統(tǒng) DAB 數(shù)字音頻廣播 DVB T 地面數(shù)字電視廣播 TETRA 地面集群無線電系統(tǒng) UMTS 通用移動通信系統(tǒng) 為IMT 2000 系列中的一項特定技術(shù) 6 測試車的速度測試車的速度 測試車的速度須適合同時測量但頻率不同的測試信號個數(shù)的波長以及測試接收機的可用 最短測量時間 s MHz 864 km h r tf V 其中 tr 為接收機規(guī)范中規(guī)定的重訪單頻的最短時間 7 所需測量點個數(shù)和平均間隔所需測量點個數(shù)和平均間隔 為了進行統(tǒng)計評估 李建業(yè)方法 在選擇抽樣點數(shù)目時 應(yīng)保證結(jié)果可以顯示場強 的緩慢變化過程 長期衰落效應(yīng) 并或多或少反映場強分布的本地 瞬時 特征 短期衰 落效應(yīng) 李建業(yè)先生 William C Y Lee 移動通信設(shè)計的基本原理 ISBN 編號 0 471 57446 5 ITU R SM 1708 建議書建議書 4 為在實際中值附近獲得 1 dB 的信賴區(qū)間 在40 的平均間隔范圍內(nèi) 測試點的抽樣應(yīng) 選在每個0 8 波長 處 40個波長內(nèi)測得50個值 8 導(dǎo)航和定位系統(tǒng)導(dǎo)航和定位系統(tǒng) 8 1 航位推算系統(tǒng)航位推算系統(tǒng) 借助連在測試車的一個非機動輪上的距離 脈沖轉(zhuǎn)換器 可推算出與起點的距離 機械 式回轉(zhuǎn)儀則提供航向信息 位置精度取決于起點登記精度和測試車的行駛距離 8 2 全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng) GPS 商用 GPS 本身僅可給出幾米以內(nèi)的準確位置數(shù)據(jù) 在隧道 窄街或峽谷中卻無法準確 工作 盡管如此 GPS 仍是適于場強測量的首選定位方法 當測試電視臺或無線電臺的廣播覆蓋范圍時 標準 GPS 的精度已綽綽有余 在城區(qū)測試數(shù)字微蜂窩系統(tǒng) 則要求定位信息的精度達到幾米以內(nèi) 8 3 復(fù)雜導(dǎo)航系統(tǒng)復(fù)雜導(dǎo)航系統(tǒng) 本系統(tǒng)是上述系統(tǒng)的綜合 這些導(dǎo)航系統(tǒng)無需手動操作的干預(yù) 可連續(xù)提供 位置和時 間數(shù)據(jù) 航向和航路點信息 9 數(shù)據(jù)收集與處理數(shù)據(jù)收集與處理 通過以下測量和評估方法可獲得最大 最小平均峰值 統(tǒng)計評估值或結(jié)果超概率場強 值 9 1 無數(shù)據(jù)縮減的測量結(jié)果收集 原始場強數(shù)據(jù) 無數(shù)據(jù)縮減的測量結(jié)果收集 原始場強數(shù)據(jù) 由于不同的衰落和反射效應(yīng) 一次測試結(jié)果不可重復(fù) 故無法直接代表一個測試點的場 強值 原始數(shù)據(jù)可視需要做進一步處理 見第9 2 1和第9 2 2段 9 2 有數(shù)據(jù)縮減的測量結(jié)果收集有數(shù)據(jù)縮減的測量結(jié)果收集 借助統(tǒng)計處理手段 本方法可以大大縮減所登記的原始數(shù)據(jù)數(shù)量 ITU R SM 1708 建議書建議書 5 9 2 1 平均值平均值 一些測試接收機可在預(yù)定義的用戶間隔范圍內(nèi)對測試結(jié)果進行內(nèi)部分類 用戶可選擇多 達約10 000個已測抽樣的評估間隔 但每一間隔須包含至少 100 個值 只有預(yù)定義個數(shù)的測試結(jié)果的算術(shù)平均值被存儲到硬盤上 并在最后的無線電覆蓋圖中 予以注明 9 2 2 根據(jù)超概率場強值對結(jié)果進行分類根據(jù)超概率場強值對結(jié)果進行分類 在測量期內(nèi)根據(jù)1 99 的超概率對結(jié)果進行分類 這些百分比數(shù)值表示可用場強值的超 出概率 其典型值為 1 10 50 90 和 99 對傳播研究建議采用 50 的中值 值得注意的是 接收機需要幾毫秒對分類進行評估 在此期間忽略觸發(fā)脈沖 故將不獲 得新的測量結(jié)果 10 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn) 利用程序控制器的內(nèi)置監(jiān)視器 一臺外部PC的彩色監(jiān)視器 打印機或繪圖儀 應(yīng)可實 現(xiàn)以下數(shù)據(jù)表示形式 10 1 以表格形式表示原始數(shù)據(jù)以表格形式表示原始數(shù)據(jù) 優(yōu)點 提供關(guān)于本地衰落效應(yīng)的詳細信息 通過數(shù)學(xué)或統(tǒng)計程序 結(jié)果可轉(zhuǎn)為 各種易于瀏覽的結(jié)果 缺點 數(shù)據(jù)量過多 單獨結(jié)果不可重復(fù) 10 2 笛卡兒坐標圖笛卡兒坐標圖 在笛卡兒坐標中 以圖形方式表示經(jīng)處理的場強數(shù)據(jù)與距離的關(guān)系 并注明這些算得的 中值 優(yōu)點 迅速給出關(guān)于低于特定場強門限值的分布和位置的易于瀏覽的結(jié)果 缺點 很難將結(jié)果與確切的測量地點聯(lián)系起來 10 3 映像映像 此方法顯示一條多色線 以便在路線圖上表示經(jīng)處理的場強值 如 以 10 dB V m 為 一標度 或超概率 介于1 和 99 之間 場強值 所選路線圖的標度應(yīng)對應(yīng)于有關(guān)無線電信號的覆蓋區(qū)域面積以及經(jīng)處理的場強結(jié)果要求 的分辨率 由于存在路線圖的圖例 所表示的間隔可包括平均間隔的倍數(shù) 在選擇所表示結(jié) 果的分辨率時 應(yīng)保證可繪出本地的特質(zhì) 且彩線不致過于鮮艷 如需用更高分辨率表示平均間隔