傳播模型測(cè)試和校正

中興通訊UMTS網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)初級(jí)教材無(wú)線傳播模型測(cè)試和校正中興通訊UMTS網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)部目 錄1 無(wú)線電波傳播特性31.1 無(wú)線電波傳播方式31.2 無(wú)線電波的衰落42 無(wú)線傳播模型52.1 通用傳播模型（Aircom自帶傳播模型）52.1.1 適用范圍52.1.2 傳播損耗公式62.1.3 傳播模型典型參數(shù)取值62.2 Okumura-Hata模型72.2.1 適用范圍72.2.2 傳播損耗公式72.2.3 各種地物的衰減修正因子82.2.4 轉(zhuǎn)化為通用傳播模型表達(dá)式82.3 Cost231-Hata模型92.3.1 適用范圍92.3.2 傳播損耗公式92.3.3 各種地物的衰減修正因子102.3.4 轉(zhuǎn)化為通用傳播模型表達(dá)式102.4 射線跟蹤模型113 無(wú)線傳播模型測(cè)試173.1 測(cè)試設(shè)備準(zhǔn)備183.2 測(cè)試站點(diǎn)選擇183.2.1 站點(diǎn)選擇步驟183.2.2 站點(diǎn)選擇原則183.2.3 測(cè)試站點(diǎn)的環(huán)境信息記錄193.3 測(cè)試路線選擇193.3.1 路線選擇步驟193.3.2 路線選擇原則203.4 清頻測(cè)試223.5 測(cè)試環(huán)境準(zhǔn)備223.5.1 發(fā)射端準(zhǔn)備223.5.2 接收端準(zhǔn)備及數(shù)據(jù)記錄243.6 測(cè)試數(shù)據(jù)采集283.7 測(cè)試報(bào)告輸出284 傳播模型校正294.1 傳播模型校正的操作流程294.2 傳播模型校正的具體步驟304.2.1 傳播模型校正的輸入304.2.2 測(cè)試數(shù)據(jù)的預(yù)處理314.3 傳播模型校正的操作界面334.4 傳播模型校正標(biāo)準(zhǔn)41對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來(lái)說(shuō)，一個(gè)關(guān)鍵的步驟就是無(wú)線傳播模型的校正以期得到較準(zhǔn)確的場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)。傳播模型的準(zhǔn)確性是決定無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是否可信的一個(gè)重要因素，這直接關(guān)系到運(yùn)營(yíng)商的投資是否比較經(jīng)濟(jì)合理。本文介紹了各類無(wú)線傳播模型；無(wú)線傳播模型校正與測(cè)試的基本理論和方法。全文共分七大章，第一章是介紹了無(wú)線傳播的特性;第二章是無(wú)線傳播模型，主要描述宏蜂窩傳播模型和射線追蹤模型；第三章是傳播模型測(cè)試，闡述模型測(cè)試的一般原理，原則和基本方法; 第四章是傳播模型校正，包括校正的理論，過(guò)程和結(jié)果；第五章為附錄。1 無(wú)線電波傳播特性1.1 無(wú)線電波傳播方式無(wú)線電波在空間中的傳播有四種情況：直射，反射，繞射和衍射，如下圖所示：figure 1 無(wú)線電波的傳播方式這幾種傳播情況是在不同的傳播環(huán)境下產(chǎn)生的。直射：自由空間傳播；反射：在電波傳播的路徑上有一個(gè)體積遠(yuǎn)大于電波波長(zhǎng)的物體，電波不能饒射過(guò)該物體；繞射：在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間有邊緣光滑且不規(guī)則的阻擋物體，該物體的尺寸與電波波長(zhǎng)接近，電波可以從該物體的邊緣繞射過(guò)去；衍射：當(dāng)電磁波的傳播路由上存在小于波長(zhǎng)的物體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大時(shí)，發(fā)生衍射。衍射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體，如：樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等；在自由空間中由于沒(méi)有阻擋，電波傳播只有直射，不存在其它現(xiàn)象。而在實(shí)際傳播環(huán)境中由于存在各種各樣的物體從而影響到電波的傳播，使得電波的傳播既有直射、繞射和衍射，又有反射。這就造成電波傳播的多樣性和復(fù)雜性，也就增大了對(duì)電波傳播研究的難度。1.2 無(wú)線電波的衰落空間中電波的傳播由于阻擋、距離等多種因素使得其必然存在傳播損耗（又稱之為衰落）。由于阻擋和反射的原因，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，在基站與移動(dòng)臺(tái)之間有時(shí)有阻擋，有時(shí)又沒(méi)有，其中最主要的有瑞利衰落和陰影衰落，也就是我們常說(shuō)的快衰落和慢衰落，如下圖： figure 2 快衰落和慢衰落在陸地移動(dòng)通信中，我們用以下三種傳播機(jī)制來(lái)描述無(wú)線信號(hào)，這三種傳播機(jī)制是根據(jù)距離尺度大小來(lái)區(qū)分的：大尺度的傳播機(jī)制用來(lái)描述區(qū)域均值、它具有冪定律傳播特征，即中值信號(hào)功率與距離長(zhǎng)度增加的某次冪成反比關(guān)系；中尺度的傳播機(jī)制描述的是陰影衰落，它是重疊在大尺度傳播特性的中值電平上的平均功率變化，當(dāng)用分貝表示時(shí)，這種變化趨于正態(tài)分布，因而又稱為對(duì)數(shù)正態(tài)陰影；小尺度的傳播機(jī)制用于描述多徑衰落，它通常服從瑞利概率密度函數(shù)，又稱為瑞利衰落。衰落對(duì)信號(hào)傳播的影響如下圖：figure 3 衰落對(duì)信號(hào)傳播的影響如前所述，信號(hào)的傳播方式可以用三種傳播機(jī)制來(lái)描述，而無(wú)線傳播模型研究的是其中的大尺度和中尺度的信號(hào)傳播機(jī)制，考察信號(hào)在不同環(huán)境下路徑損耗以及障礙物陰影效應(yīng)所帶來(lái)的慢衰落影響，其表征的是在某種特定環(huán)境或傳播路徑下電波的傳播損耗情況。到目前為止，在傳播模型研究方面主要有兩種不同的做法。一種是直接應(yīng)用電磁理論計(jì)算確定性模型，比如射線跟蹤技術(shù)，其適合室內(nèi)或微小區(qū)的模型預(yù)測(cè)，但由于其應(yīng)用比較復(fù)雜，計(jì)算量很大，所以目前較少使用；另一種是基于大量測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型，統(tǒng)計(jì)模型的研究歷史悠久，是一種比較成熟的技術(shù)，適用于宏蜂窩信號(hào)的預(yù)測(cè)，下一章將就具體的宏蜂窩統(tǒng)計(jì)模型進(jìn)行介紹。2 無(wú)線傳播模型2.1 通用傳播模型（Aircom自帶傳播模型）2.1.1 適用范圍Frequency: 0.5G2G基站天線掛高Hb:30200m終端高度Hm:110m通信距離：135km。2.1.2 傳播損耗公式Path loss = k1 + k2log(d) + k3Hms + k4log(Hms) + k5log(Heff) + k6log(Heff)log(d) + k7(diffraction loss) + clutter loss (1)其中，figure 4 Model Parameter2.1.3 傳播模型典型參數(shù)取值表 21通用傳播模型典型參數(shù)取值Dense UrbanUrbanSuburbanRuralHighwayK1158154148143140K24845423938K300000K400000K5-13.82-13.82-13.82-13.82-13.82K6-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55K70.40.40.40.40.42.2 Okumura-Hata模型2.2.1 適用范圍Frequency: 150M1500M基站天線掛高Hb:30200m終端高度Hm:110m通信距離：135km。2.2.2 傳播損耗公式其中：傳播距離d的單位為km，f的單位為MHz；為傳播損耗中值；、 基站、移動(dòng)臺(tái)天線有效高度，單位為米；基站天線有效高度計(jì)算：設(shè)基站天線離地面的高度為，基站地面的海拔高度為，移動(dòng)臺(tái)天線離地面的高度為，移動(dòng)臺(tái)所在位置的地面海拔高度為。則基站天線的有效高度，移動(dòng)臺(tái)天線的有效高度為。（注：基站天線有效高度計(jì)算有多種方法，如：基站周圍510公里的范圍內(nèi)的地面海拔高度的平均；基站周圍510公里的范圍內(nèi)的地面海拔高度的地形擬合線；等等；不同的計(jì)算方法一方面與所使用的傳播模型有關(guān)，另外也與計(jì)算精度要求有關(guān)。）移動(dòng)臺(tái)天線高度修正因子：遠(yuǎn)距離傳播修正因子：對(duì)于UMTS規(guī)劃，基站的覆蓋半徑通常少于20km，也即。為對(duì)應(yīng)各種地物的衰減校正因子，具體參數(shù)取值見下節(jié)描述。2.2.3 各種地物的衰減修正因子1. 密集城區(qū) Dense Urban 校正因子：3dB2. 一般城區(qū) Mean Urban校正因子：0dB3. 郊區(qū)Suburban校正因子：4. 農(nóng)村Rural校正因子：5. 開闊地Open（Highway）校正因子：6. 準(zhǔn)開闊地Qusi Open校正因子：以900M為例，計(jì)算得到的各種地物的衰減校正因子如下所示：表 22 Okumura-Hata模型地物衰減因子理論值KCLUTTER(900M)Dense Urban3Urban0Suburban -9.94 Rural-19.21 Qusi Open-23.05 Open-28.55 以上校正因子理論計(jì)算值比實(shí)際情況略夸張一些。實(shí)際項(xiàng)目使用中，可根據(jù)模型項(xiàng)目具體情況調(diào)整以上各參數(shù)取值。以下是一般的建議值。表 23 Okumura-Hata模型地物衰減因子建議值KCLUTTER(850/900M)Dense Urban0Urban-2Suburban-6Rural-15Qusi Open-17Open-202.2.4 轉(zhuǎn)化為通用傳播模型表達(dá)式將Okumura-Hata整理為通用傳播模型的表達(dá)式，以900M為例，k1-k7取值見下：表 24 Okumura-Hata的通用傳播模型k1-k7取值dense urbanurbansuburban ruralQusi Openopen (Highway)k1149.83 146.82 136.87 127.61 123.77 118.27 k244.944.944.944.944.944.9k3000000k4000000k513.8213.8213.8213.8213.8213.82k6-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55k7000000具體的折算過(guò)程excel見下：2.3 Cost231-Hata模型2.3.1 適用范圍Frequency: 1.5G2G基站天線掛高Hb:30200m終端高度Hm:110m通信距離：135km。2.3.2 傳播損耗公式其中： 傳播距離的單位為km，的單位為MHz；為傳播損耗中值；、 基站、移動(dòng)臺(tái)天線有效高度，單位為米；移動(dòng)臺(tái)天線高度修正因子（與Okumura-Hata模型相同）：遠(yuǎn)距離傳播修正因子（與Okumura-Hata模型相同）：對(duì)于UMTS規(guī)劃，基站的覆蓋半徑通常少于20km，也即。為對(duì)應(yīng)各種地圖的衰減校正因子，具體參數(shù)取值見下節(jié)描述。2.3.3 各種地物的衰減修正因子各種地圖的衰減修正因子與Okumura-Hata模型相同：1. 密集城區(qū) Dense Urban 校正因子：3dB2. 一般城區(qū) Mean Urban校正因子：0dB3. 郊區(qū)Suburban校正因子：4. 農(nóng)村Rural校正因子：5. 開闊地Open校正因子：6. 準(zhǔn)開闊地Qusi Open（Highway）校正因子：以2000M為例，計(jì)算得到的各種地物的衰減校正因子如下所示：表 25 Cost231-Hata模型地物衰減因子理論值KCLUTTERDense Urban3.00 Urban0.00 Suburban -12.27 Rural-22.38 Qusi Open-27.06 Open-32.56 以上校正因子理論計(jì)算值比實(shí)際情況略夸張一些。實(shí)際項(xiàng)目使用中，可根據(jù)模型項(xiàng)目具體情況調(diào)整以上各參數(shù)取值。以下是一般的建議值。表 26 Cost231-Hata模型地物衰減因子建議值KCLUTTER(2000M)Dense Urban0Urban-2Suburban-8Rural-17Qusi Open-20Open-222.3.4 轉(zhuǎn)化為通用傳播模型表達(dá)式將Cost231-Hata整理為通用傳播模型的表達(dá)式，以2000M為例，k1-k7取值見下：表 27 Okumura-Hata的通用傳播模型k1-k7取值Dense UrbanUrbanSuburban RuralQusi OpenOpen (Highway)K1161.21 158.16 145.88 135.78 131.10 125.60 K244.944.944.944.944.944.9K3000000K4000000K513.8213.8213.8213.8213.8213.82K6-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55-6.55K7000000具體的折算過(guò)程excel見下。改變表格中的頻點(diǎn)值可以得到其他頻點(diǎn)傳播損耗對(duì)應(yīng)的k1-k7值。射線跟蹤模型因?yàn)槌菂^(qū)存在大量多徑的效應(yīng),上述宏模型以及aircom自帶的通用模型不適用于密集城區(qū).射線跟蹤模型.射線跟蹤模型針對(duì)這種情況,以模擬盡可能多的有效傳播路徑來(lái)提高預(yù)測(cè)精度.射線跟蹤的基本思想是:將發(fā)射點(diǎn)視為點(diǎn)源,其發(fā)射的電磁波作為向各個(gè)方向傳播的射線,對(duì)每條射線進(jìn)行跟蹤,在遇到阻礙物時(shí)按反射、透射或繞射來(lái)進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算,在接收點(diǎn)將到達(dá)該點(diǎn)的各條射線合并,從而實(shí)現(xiàn)傳播預(yù)測(cè)。通常射線是有一定寬度的,跟蹤時(shí)對(duì)其中心線進(jìn)行跟蹤。下圖是一個(gè)射線跟蹤模型的射線分布示例:volcano模型是由Siradel公司開發(fā)的，適用于城區(qū)密集環(huán)境的傳播模型。它主要分三種模型：Volcano Macro、Volcano Micro、Volcano Mini，三種模型的適用條件不一樣。其中Micro、Mini是為城區(qū)的某些特定傳播環(huán)境開發(fā)的模型，具有很強(qiáng)的針對(duì)性，因而結(jié)果也比較可信。Macro (rural and urban)Macro model適用于指所有區(qū)域類型(包括rural, suburban 和 urban)中,基站天線高度遠(yuǎn)高于周圍障礙物地高度的小區(qū).figure 5 Macro ModelMicro (dense urban) Micro model適用于在城區(qū)中基站天線高度低于周圍大多數(shù)建筑物高度的小區(qū).figure 6 Micro ModelMini (3D urban, suburban, urban, dense urban) Mini cells基本上適用于所有情況.figure 7 Mini Model公式如下：上面的是確定性損耗，即上面所講的射線跟蹤算法的損耗，自由空間的損耗一般為：一般A的初值為0，B的初值為20，所以損耗應(yīng)該是自由空間損耗,射線跟蹤損耗和地物損耗之和.下面是一個(gè)mini model的界面: figure 8 Volcano Model Configuration3 無(wú)線傳播模型測(cè)試figure 9 傳播模型測(cè)試操作流程下面詳細(xì)說(shuō)明了測(cè)試的步驟,主要是基于使用導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)的CW測(cè)試.當(dāng)使用現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí),不必進(jìn)行測(cè)試環(huán)境的準(zhǔn)備,一般只需用scanner把測(cè)試站點(diǎn)的擾碼進(jìn)行鎖定,再進(jìn)行路測(cè)收集RSCP信號(hào)即可.3.1 測(cè)試設(shè)備準(zhǔn)備傳播模型測(cè)試主要準(zhǔn)備以下設(shè)備：表 21 傳播模型測(cè)試設(shè)備設(shè)備名稱數(shù)量說(shuō)明導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)一臺(tái)發(fā)射頻點(diǎn)、功率可調(diào)的CW信號(hào)路測(cè)儀一套包括接收天線、數(shù)據(jù)線、GPS天線、硬件狗測(cè)試筆記本電腦一臺(tái)安裝測(cè)試軟件，備有電池和電源線車載電源一套包括點(diǎn)煙器連線、逆變器、電源接線板三角架一付固定天線全向天線一付傳播導(dǎo)頻信號(hào)，要求頻段和發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)饋線、跳線一根連接導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)和天線，要求接頭完好電源線盤一套50米以上，包括插頭和接線板。向?qū)ьl發(fā)射機(jī)供電。站點(diǎn)勘查設(shè)備一套包括數(shù)碼相機(jī)、指南針、測(cè)距儀（或海拔儀）和GPS，并備有充電電池和充電器。用于測(cè)試站點(diǎn)的勘查。地圖一張要求有詳細(xì)路線活動(dòng)扳手兩付用于緊固天線繩子一根30米以上常用工具一套包括鉗子、起子（十字和一字）、手套、插座轉(zhuǎn)接頭、膠帶等3.2 測(cè)試站點(diǎn)選擇3.2.1 站點(diǎn)選擇步驟1確定測(cè)試區(qū)域：根據(jù)待規(guī)劃區(qū)域的范圍或客戶需求確定傳播模型測(cè)試的區(qū)域2劃分測(cè)試區(qū)域：在測(cè)試區(qū)域劃分的大環(huán)境下面，根據(jù)各種地物所占大致比例，進(jìn)一步細(xì)分為：密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村。如果需要進(jìn)一步細(xì)分，可參考附錄A的地貌定義。3初步確定待測(cè)點(diǎn)：根據(jù)劃分的測(cè)試區(qū)域，在地圖上標(biāo)出測(cè)試站點(diǎn)的大概位置。4待測(cè)站點(diǎn)的勘查：對(duì)待測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行勘查，記錄站點(diǎn)的環(huán)境信息。5篩選站點(diǎn)：根據(jù)記錄的待測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)，按照選站原則篩選出符合要求的測(cè)試站點(diǎn)。6輸出測(cè)試站點(diǎn)選擇報(bào)告：根據(jù)篩選出的測(cè)試站點(diǎn)信息，按照XX業(yè)務(wù)區(qū)傳播模型測(cè)試站點(diǎn)勘查報(bào)告模板的要求輸出報(bào)告。XX業(yè)務(wù)區(qū)傳播模型測(cè)試站點(diǎn)勘查報(bào)告模板參考附錄B。3.2.2 站點(diǎn)選擇原則1站點(diǎn)周圍不能有明顯的遮擋。2站點(diǎn)的天線掛高應(yīng)和適用該區(qū)域模型大致需要的天線掛高接近。站點(diǎn)應(yīng)高于周圍建筑物，但不能高出太多。密集城區(qū)測(cè)試站點(diǎn)天線掛高應(yīng)比周圍平均高度高10米左右；一般城區(qū)測(cè)試站點(diǎn)天線掛高應(yīng)比周圍平均高度高15米左右；郊區(qū)或農(nóng)村測(cè)試站點(diǎn)天線掛高應(yīng)比周圍平均高度高1525米。3對(duì)每種細(xì)分后的測(cè)試區(qū)域選擇24個(gè)測(cè)試站點(diǎn)，利用多個(gè)站點(diǎn)的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行合并校模，消除位置因素的影響；要求各測(cè)試站點(diǎn)周圍的地形地貌應(yīng)與需要校正的模型代表的環(huán)境地形地貌一致。4對(duì)于一些小城市，傳播模型可以用一種模型表征，不需要?jiǎng)澐譃槊芗?、一般、郊區(qū)。所以對(duì)這些小城市的測(cè)試，可以直接在市中心處選擇一個(gè)典型的站點(diǎn)，然后圍繞該站點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于中等城市，可以考慮用兩種傳播模型表征：城區(qū)和郊區(qū)。對(duì)于這些中等城市的測(cè)試，需要選擇兩個(gè)典型站點(diǎn)。5測(cè)試站點(diǎn)周圍應(yīng)包含足夠的地物類型，并有相當(dāng)數(shù)量的道路以便測(cè)試時(shí)各種地物都能到達(dá)。6測(cè)試站點(diǎn)所在樓面不能太大。如果樓面比較大，天線需要增高，否則樓面（尤其是女兒墻）對(duì)測(cè)試信號(hào)傳播影響較大。3.2.3 測(cè)試站點(diǎn)的環(huán)境信息記錄1用GPS測(cè)量測(cè)試站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息。對(duì)于比較大的樓面，給出架設(shè)測(cè)試天線所在位置的經(jīng)緯度。經(jīng)緯度采用十進(jìn)制表示，精確到小數(shù)點(diǎn)后五位。2用測(cè)距儀（或海拔儀）測(cè)量出測(cè)試天線掛高（天線中部相對(duì)地面的高度）。3按照指南針的指示，用數(shù)碼相機(jī)按照北面、東北、東面、東南、南面、西南、西面、西北八個(gè)方向的順序依次拍攝照片，照片拍攝位置周圍不應(yīng)該有遮擋，能夠看到周圍的地形地貌。4拍攝一張樓面的照片，照片中要求能看到測(cè)試天線。5照片統(tǒng)一命名為“XX（業(yè)務(wù)區(qū)）XX（站點(diǎn)名）XX（方向或位置，如北面或樓面）。6給出周圍地貌的描述，尤其是有遮擋的情況，需要給出遮擋物的高度以及遮擋物與天線之間大致的距離。7站點(diǎn)數(shù)據(jù)按照XX業(yè)務(wù)區(qū)傳播模型測(cè)試站點(diǎn)勘查報(bào)告模板的要求輸出報(bào)告。XX業(yè)務(wù)區(qū)傳播模型測(cè)試站點(diǎn)勘查報(bào)告模板參考附錄B。3.3 測(cè)試路線選擇3.3.1 路線選擇步驟1了解大概的地理環(huán)境：首先，需要對(duì)當(dāng)?shù)卮蟾诺乩憝h(huán)境有所了解。一方面，需要購(gòu)買當(dāng)?shù)卦敿?xì)的地圖冊(cè)（地圖越詳細(xì)越好，需要包括主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)的街道圖）；另一方面，可以向本地人了解當(dāng)?shù)氐牡乩砗腿宋沫h(huán)境。2制定測(cè)試路線：根據(jù)測(cè)試站點(diǎn)周圍地形地貌和道路情況，按照路線選擇原則設(shè)計(jì)測(cè)試路線。最好能在測(cè)試之前，對(duì)測(cè)試路線進(jìn)行實(shí)地考察。3制作測(cè)試路線圖：在紙制地圖上用筆標(biāo)出具體的測(cè)試路線，或者在電子地圖上標(biāo)出測(cè)試路線打印出來(lái)。具體測(cè)試時(shí)，可根據(jù)條件在agilent路測(cè)軟件中添加地圖，實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)試的路線。4輸出路線選擇報(bào)告：按照XX業(yè)務(wù)區(qū)傳播模型測(cè)試路線選擇報(bào)告模板的要求輸出報(bào)告。XX業(yè)務(wù)區(qū)傳播模型測(cè)試路線選擇報(bào)告模板參見附錄C。3.3.2 路線選擇原則1東西向和南北向的道路都應(yīng)包括；各種距離的位置都應(yīng)跑到；各種地物附近區(qū)域都應(yīng)跑到；應(yīng)盡量包括所有能跑到的道路，以一般道路為主，多跑小道（包括地物內(nèi)的小道），最好選擇寬度不超過(guò)3米的狹窄道路。2避免在同樣的路線反復(fù)測(cè)試。同一條道路上反復(fù)跑時(shí)，只記錄第一次的數(shù)據(jù)。測(cè)試過(guò)程中停車時(shí)（如紅燈）不記錄數(shù)據(jù)（使用測(cè)試軟件中的暫停功能）。3測(cè)試半徑應(yīng)該盡量大，保證接收機(jī)接收到的信號(hào)最弱低于-110dBm；根據(jù)實(shí)際測(cè)試過(guò)程中的信號(hào)情況調(diào)整測(cè)試的路線。對(duì)于中小城市的測(cè)試，跑到城市邊沿信號(hào)還沒(méi)有到-110dBm，也不需要再繼續(xù)跑到遠(yuǎn)處的農(nóng)村。4測(cè)試過(guò)程中保持中速行駛，一般保持在20-40km/h。5對(duì)于城中有湖泊和河流的情況，應(yīng)該避開湖濱和河濱道路，避開水域做測(cè)試。6對(duì)于城市中心有山的情況，可以測(cè)試山背面的信號(hào)，這樣可以通過(guò)信號(hào)的衰減，校正得出衍射因子，但是要注意不要測(cè)試與基站同一面的山面上的信號(hào)，因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)越往高處跑，跑的越遠(yuǎn)，信號(hào)越強(qiáng)的情況，（因?yàn)殡S著海拔的升高，遮擋會(huì)越來(lái)越少，）這樣校正模型時(shí)就會(huì)出現(xiàn)距離越遠(yuǎn)，信號(hào)越好模型曲線的標(biāo)準(zhǔn)差就會(huì)加大。7建議采用選擇道路的方法：先跑東西向道路，再跑南北向道路，最終測(cè)試的道路形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，Error! Reference source not found.和Error! Reference source not found.是兩種理想的路線圖，Error! Reference source not found.是實(shí)際路線圖：figure 10 路線圖一figure 11 路線圖二figure 12 實(shí)際情況下的路線圖8.檢查采樣路線：保證采樣路線在以測(cè)試站點(diǎn)為軸心，各徑向方向上路線分布均勻合理，每個(gè)徑向方向上保證23組采樣數(shù)據(jù)。不可某方向路線采樣太多或太少，每個(gè)方向上保證至少2組采樣數(shù)據(jù)。9.對(duì)于超遠(yuǎn)覆蓋站點(diǎn)的測(cè)試，由于測(cè)試距離比較遠(yuǎn)，難以按照各種區(qū)域都跑到的要求執(zhí)行。對(duì)于這種站點(diǎn)的測(cè)試，電測(cè)路線只需要沿著希望重點(diǎn)覆蓋區(qū)域的方向一直測(cè)試到接收信號(hào)降低到-110dBm以下返回，如果條件許可，可以在返回時(shí)平移一段距離后再返回，這樣就有了兩段可用的數(shù)據(jù)，有助于超遠(yuǎn)模型的研究。3.4 清頻測(cè)試在傳播模型測(cè)試之前，需要對(duì)測(cè)試的區(qū)域進(jìn)行清頻測(cè)試。清頻測(cè)試的目的是檢查所使用的頻段在測(cè)試區(qū)域是否有干擾、或者被占用。只有在確保所使用的頻段沒(méi)有干擾，才能保障測(cè)試結(jié)果的可信和準(zhǔn)確。具體的說(shuō)，清頻測(cè)試是在信號(hào)源關(guān)閉的情況下， Agilent的E6474路測(cè)儀對(duì)測(cè)試區(qū)域的主要路段進(jìn)行測(cè)試。3.5 測(cè)試環(huán)境準(zhǔn)備進(jìn)行傳播模型測(cè)試時(shí)，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線等設(shè)備組成的測(cè)試環(huán)境如下圖所示：figure 13 測(cè)試環(huán)境簡(jiǎn)圖3.5.1 發(fā)射端準(zhǔn)備1全向天線架設(shè)于樓頂或現(xiàn)有鐵塔上面。測(cè)試點(diǎn)架設(shè)天線的第一菲涅爾區(qū)應(yīng)確保無(wú)障礙。利用大樓頂面安裝全向天線時(shí)，天線位置應(yīng)盡量靠近樓邊，避免大樓的邊沿阻擋波束，并且應(yīng)在各個(gè)方向上同時(shí)考慮到樓面邊沿阻擋波束的問(wèn)題。當(dāng)天線必須離開大樓邊沿安裝，應(yīng)盡量使天線架設(shè)在離開樓面較高的位置；如果架設(shè)于鐵塔上，則要求天線高出鐵塔最高點(diǎn)1m以上，避免鐵塔本身對(duì)發(fā)射信號(hào)影響。2天線和發(fā)射機(jī)連接跳線接頭要求連接緊固（以手不能旋動(dòng)緊固螺帽為準(zhǔn)），跳線中段不能有盤繞情況。在多雨天氣，饋線頭要注意防水。使用完饋線和天線，要將接頭用保護(hù)蓋保護(hù)起來(lái)，防止路途顛簸碰撞損壞饋線頭。3導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)在開機(jī)之前必須檢查天線端口是否已連接好天線或大功率負(fù)載（大于50W），否則功放將出現(xiàn)報(bào)警或因失配造成功放自激而導(dǎo)致?lián)p壞。4機(jī)器開機(jī)后請(qǐng)檢查后面的風(fēng)扇是否開始工作，如不開啟風(fēng)扇，機(jī)器工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將造成功放溫度過(guò)高（大于70）出現(xiàn)過(guò)溫度報(bào)警。5用網(wǎng)線連接好導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)和筆記本后臺(tái)，打開筆記本上導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)的操作后臺(tái)。6導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)連接220V的交流電源或24V的直流電源。將電源開關(guān)打到連接好的電源一側(cè)，系統(tǒng)開始供電，發(fā)射機(jī)操作后臺(tái)界面上的告警指示和IP地址指示燈將由紅變綠，此時(shí)表示已連通后臺(tái)，機(jī)器已正常工作，如下圖所示：figure 14 導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)正常工作示意圖7導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)的頻點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置為接近實(shí)際系統(tǒng)所用頻點(diǎn)，可以用接收機(jī)掃頻選取一個(gè)干凈的頻點(diǎn)。在“配置頻率”的選項(xiàng)中，輸入需要的頻率值，點(diǎn)擊“設(shè)置頻率”按鈕生效。8通過(guò)設(shè)置衰減值，調(diào)節(jié)導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。在“配置衰減”的選項(xiàng)中，輸入衰減值，點(diǎn)擊 “設(shè)置衰減”按鈕生效。當(dāng)衰減值設(shè)為0dB時(shí)，導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)輸出最大功率40dBm（10W）；當(dāng)衰減值設(shè)為7dB時(shí)，導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)輸出功率33dBm（2W）。在進(jìn)行傳播模型測(cè)試時(shí)，一般發(fā)射功率設(shè)置為10W。figure 15 導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)頻率及衰減設(shè)置示意圖9每次測(cè)試需要按照下表記錄發(fā)射功率、頻點(diǎn)、天線增益等數(shù)據(jù)：表 22 發(fā)射端數(shù)據(jù)記錄表參數(shù)名數(shù)值擾碼測(cè)試頻點(diǎn)導(dǎo)頻信道發(fā)射功率天線廠家及型號(hào)天線主增益天線工作頻率范圍天線掛高3.5.2 接收端準(zhǔn)備及數(shù)據(jù)記錄1.將接收機(jī)的接收天線和GPS天線放置于測(cè)試車的車頂中部。2.數(shù)據(jù)線連接好筆記本和接收機(jī)（一般筆記本的COM1口與數(shù)據(jù)線連接），接收機(jī)天線和GPS天線與接收機(jī)相連。通過(guò)點(diǎn)煙器和逆變器為筆記本和接收機(jī)供電（也可以通過(guò)蓄電池和UPS供電。）。figure 16 接收端硬件連線示意圖3打開Agilent E6474A軟件，F(xiàn)ileNew打開系統(tǒng)設(shè)置（System Setup）界面。鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊與接收機(jī)相連的COM端口（一般情況下接收機(jī)與筆記本的COM 1端口通過(guò)數(shù)據(jù)線相連），選擇彈出菜單中的Manual Refresh，然后在出現(xiàn)的設(shè)備列表中選擇Agilent Receiver。接著，軟件需要23分鐘來(lái)識(shí)別接收機(jī)。figure 17 系統(tǒng)配置界面軟件找到接收機(jī)后會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框，選擇Yes確定。如果點(diǎn)擊Detail可以看到COM端口詳細(xì)的硬件設(shè)備信息（E6455C代表接收機(jī)，TSIP Navigator代表接收機(jī)內(nèi)置GPS設(shè)備）：figure 18 設(shè)備搜索對(duì)話框4確保接收機(jī)內(nèi)置GPS（TSIP Navigator）被選中。軟件找到接收機(jī)后，默認(rèn)情況下TSIP Navigator是沒(méi)有被選中，需要在TSIP Navigator 的選擇框打勾選中該設(shè)備。figure 19 GPS選擇5編輯設(shè)備屬性。選中接收機(jī)設(shè)備（E6455C），點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇屬性進(jìn)入設(shè)置界面。在Choose Measurement標(biāo)簽頁(yè)添加所要測(cè)量?jī)?nèi)容:CW/Channel Power和W-CDMA/UMTS Scrambling Code Analyzer。figure 20 設(shè)備屬性編輯在CW/Channel Power 標(biāo)簽頁(yè)設(shè)置Measurement Type為Channel Power List：figure 21 CW/Channel Power 標(biāo)簽頁(yè)參數(shù)設(shè)置其余參數(shù)如圖所示設(shè)置。在W-CDMA/UMTS Scrambling Code Analyzer 標(biāo)簽頁(yè)，選擇測(cè)量方式User List；設(shè)置載波頻率為傳播模型的測(cè)試頻點(diǎn)；在用戶定義擾碼列表中添加導(dǎo)頻信號(hào)的擾碼（一般導(dǎo)頻發(fā)射機(jī)擾碼固定為400）；Timeslots選為5（可先將Timeslots設(shè)置為5以后再將Measurement Type中的Primary SCH Scan和Top N中的選項(xiàng)勾去掉），采樣間隔方式選擇Time(0s),figure 22 W-CDMA/UMTS Scrambling Code Analyzer 標(biāo)簽頁(yè)參數(shù)設(shè)置6設(shè)備查找和配置完畢后，選擇FileSave As，保存設(shè)備配置文件（*.spf格式文件）。下次測(cè)試時(shí)，可以直接打開該文件，無(wú)需重新配置。7數(shù)據(jù)記錄。點(diǎn)擊工具欄上的黃色按鈕進(jìn)入實(shí)時(shí)顯示模式，在該模式下數(shù)據(jù)并沒(méi)有開始記錄；點(diǎn)擊綠色按鈕出現(xiàn)文件對(duì)話框，輸入保存數(shù)據(jù)的位置和文件名，確定后開始記錄數(shù)據(jù)；測(cè)試過(guò)程中，如遇停車可點(diǎn)擊工具欄上的暫停按鈕暫停數(shù)據(jù)記錄；測(cè)試結(jié)束后，點(diǎn)擊工具欄上的停止按鈕停止數(shù)據(jù)記錄，保存數(shù)據(jù)文件。figure 23 數(shù)據(jù)記錄界面3.6 測(cè)試數(shù)據(jù)采集1 根據(jù)李氏定律，保證40個(gè)波長(zhǎng)里面采集50個(gè)采樣點(diǎn)；2 為保證李氏定律的效果，路測(cè)的時(shí)候要保證恒定的速度，一般在20-40km/h；3 保證每個(gè)測(cè)試站點(diǎn)，在數(shù)據(jù)過(guò)濾以后有至少5000個(gè)測(cè)試有效點(diǎn)；3.7 測(cè)試報(bào)告輸出測(cè)試結(jié)束后，需要按照傳播模型測(cè)試報(bào)告模板（參考附錄D）的要求輸出測(cè)試報(bào)告。將傳播模型測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)出的txt文件、原始的.sd5數(shù)據(jù)文件、傳播模型測(cè)試報(bào)告、測(cè)試站點(diǎn)信息和環(huán)境照片、測(cè)試站點(diǎn)的路線圖提交給仿真工程師進(jìn)行傳播模型的校正工作。4 傳播模型校正傳播模型是移動(dòng)通信網(wǎng)小區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)，傳播模型的準(zhǔn)確與否關(guān)系到小區(qū)規(guī)劃是否合理，運(yùn)營(yíng)商是否以比較經(jīng)濟(jì)合理的投資滿足了用戶的需求。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于移動(dòng)臺(tái)不斷運(yùn)動(dòng)，傳播信道不僅受到多普勒效應(yīng)的影響，而且還受地形、地物的影響，另外移動(dòng)系統(tǒng)本身的干擾和外界干擾也不能忽視。基于移動(dòng)通信系統(tǒng)的上述特性，嚴(yán)格的理論分析很難實(shí)現(xiàn)，需對(duì)傳播環(huán)境進(jìn)行近似、簡(jiǎn)化，從而使理論模型誤差較大。此外，由于我國(guó)幅員遼闊，各省、市的無(wú)線傳播環(huán)境千差萬(wàn)別。如果僅僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而無(wú)視各地不同地形、地貌、建筑物、植被等參數(shù)的影響，必然會(huì)導(dǎo)致所建成的網(wǎng)絡(luò)或者存在覆蓋、質(zhì)量問(wèn)題，或者所建基站過(guò)于密集，造成資源浪費(fèi)。因此就需要針對(duì)各個(gè)地區(qū)不同的地理環(huán)境進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)分析與計(jì)算等手段對(duì)傳播模型的參數(shù)進(jìn)行修正。最終得出最能反映當(dāng)?shù)責(zé)o線傳播環(huán)境的、最具有理論可靠性的傳播模型，從而提高覆蓋預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。4.1 傳播模型校正的操作流程傳播模型校正的一般流程如下圖所示：figure 24 傳播模型校正流程4.2 傳播模型校正的具體步驟4.2.1 傳播模型校正的輸入1測(cè)試數(shù)據(jù)：大量的有效測(cè)試數(shù)據(jù)是進(jìn)行傳播模型校正的基礎(chǔ)，除此之外，還包含發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，以及測(cè)試中的照片和問(wèn)題描述資料。有關(guān)傳播模型校正所需要的詳細(xì)測(cè)試數(shù)據(jù)，請(qǐng)參閱傳播模型測(cè)試相關(guān)部分。2電子地圖：電子地圖（又稱數(shù)字化地圖），是用數(shù)字的方式體現(xiàn)了一個(gè)區(qū)域的地理信息，是進(jìn)行傳播模型校正所必需的。它有兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：地球模型和投影方式，移動(dòng)通信領(lǐng)域經(jīng)常使用的電子地圖格式為：Planet/EET （MSI/ ERICSSON公司提出），該格式支持眾多的地球模型和投影方式電子地圖包括的信息。所用的電子地圖包括地形高度、地物、矢量、建筑物等對(duì)電波傳播有影響的地理信息，是傳播模型修正的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。電子地圖的精度要求與傳播模型及規(guī)劃的精度和應(yīng)用環(huán)境有關(guān)，一般情況下，密集城區(qū)微蜂窩環(huán)境使用5m精度的地圖，一般城區(qū)宏蜂窩環(huán)境使用20m精度的地圖，郊區(qū)宏蜂窩環(huán)境使用50m精度的地圖，農(nóng)村宏蜂窩環(huán)境使用100m精度的地圖。同時(shí)使用電子地圖時(shí)還要了解地圖的更新時(shí)間。3傳播模型校正軟件：傳播模型校正是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一個(gè)重要組成部分，通常的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件都能進(jìn)行傳播模型校正，如AIRCOM、PLANET等，目前我們使用的是AIRCOM。4.2.2 測(cè)試數(shù)據(jù)的預(yù)處理4.2.2.1 測(cè)試數(shù)據(jù)過(guò)濾大量有效的測(cè)試數(shù)據(jù)是進(jìn)行傳播模型校正的基礎(chǔ)，對(duì)于測(cè)試人員提交的測(cè)試數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行過(guò)濾篩選，用真正有效的、反映傳播特性的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校正，才能得到一個(gè)能較好反映整個(gè)覆蓋區(qū)域信號(hào)的傳播模型。對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的過(guò)濾主要包含以下幾個(gè)方面： 1過(guò)濾遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)：當(dāng)接收機(jī)距離發(fā)射機(jī)較遠(yuǎn)時(shí)，接收到的信號(hào)強(qiáng)度太低，因接收機(jī)靈敏度的影響，其測(cè)量值往往不準(zhǔn)確；且對(duì)于CW測(cè)試信號(hào)，底噪在遠(yuǎn)端接收信號(hào)中的比例加大，不利于模型校正，所以遠(yuǎn)端的測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)予以去除。對(duì)于導(dǎo)頻信號(hào)，應(yīng)濾除CPICH Ec/Io小于-15dB（或CPICH Ec小于-110dBm）的點(diǎn)；對(duì)于CW信號(hào)，應(yīng)濾除Io小于95dBm的點(diǎn)，具體遠(yuǎn)端距離值的選取視覆蓋范圍而定。在宏模型修正時(shí)，需使用距離過(guò)濾器。2.過(guò)濾近端數(shù)據(jù)：在基站附近，由于受天線垂直方向圖的影響，接收信號(hào)的功率主要受基站附近建筑物和街道走向的影響，因此離基站很近的測(cè)試數(shù)據(jù)不能用于修正傳播模型。在宏模型修正時(shí)，需使用距離過(guò)濾器。C.Y.Lee認(rèn)為，當(dāng)dCW Measurement2.在彈出的頁(yè)面里點(diǎn)擊Add,導(dǎo)入.hd文件:3.在option里選擇要進(jìn)行校正的模型:4.在Filter頁(yè)面進(jìn)行數(shù)據(jù)濾除:Radius根據(jù)區(qū)域類型進(jìn)行調(diào)整,城區(qū)可以選2002000m,如果天線過(guò)低,或者天面的平臺(tái)過(guò)大,最短距離可以選300m,最長(zhǎng)距離也可以根據(jù)實(shí)際的路測(cè)數(shù)據(jù)半徑進(jìn)行調(diào)整.Signal一般選擇上面的-105-40dB,也可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的小區(qū)邊緣場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行調(diào)整,如規(guī)劃小區(qū)邊緣場(chǎng)強(qiáng)為-80,那么區(qū)間可選為-105-55dB.Antenna 如果選擇的定向天線(現(xiàn)網(wǎng)一般是這種天線),那么要選擇”Exclude Bins outside Horizontal 3dB beamwidth”.一般CW測(cè)試采用全向天線,所以不必選擇這項(xiàng).如果用一個(gè)已經(jīng)定義好的polygon進(jìn)行濾除,則選擇Use Exclusion Polygons.一般適用于刪除有街道效應(yīng)的地方.關(guān)于增加polygon參見AIRCOM操作說(shuō)明.5.選擇info,查看站點(diǎn)信息5.在2D View上查看測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查上面綠色polygon里的道路一般可以具有街道效應(yīng)的區(qū)域,在用通用模型校正時(shí)需刪除,但在用射線跟蹤模型時(shí)則不必.7. 點(diǎn)擊Auto Tune進(jìn)行校正可以在界面上對(duì)不校的參數(shù)K5,K6選擇fix. Mean Error是初始的誤差,Std Dev是語(yǔ)差的均方差.在用volcano模型進(jìn)行校正時(shí),不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)頁(yè)面,軟件將計(jì)算進(jìn)行校正并更新參數(shù),完成全部校正過(guò)程.8.固定Through Clutter Params這一項(xiàng)是對(duì)地物損耗采用dB/km進(jìn)行計(jì)算,默認(rèn)是選擇的,一般情況下我