傳播模型測試和校正

中興通訊UMTS網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)初級教材無線傳播模型測試和校正中興通訊UMTS網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)部目 錄1 無線電波傳播特性31.1 無線電波傳播方式31.2 無線電波的衰落42 無線傳播模型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 轉化為通用傳播模型表達式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 轉化為通用傳播模型表達式102.4 射線跟蹤模型113 無線傳播模型測試173.1 測試設備準備183.2 測試站點選擇183.2.1 站點選擇步驟183.2.2 站點選擇原則183.2.3 測試站點的環(huán)境信息記錄193.3 測試路線選擇193.3.1 路線選擇步驟193.3.2 路線選擇原則203.4 清頻測試223.5 測試環(huán)境準備223.5.1 發(fā)射端準備223.5.2 接收端準備及數(shù)據(jù)記錄243.6 測試數(shù)據(jù)采集283.7 測試報告輸出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 測試數(shù)據(jù)的預處理314.3 傳播模型校正的操作界面334.4 傳播模型校正標準41對于無線網(wǎng)絡規(guī)劃來說，一個關鍵的步驟就是無線傳播模型的校正以期得到較準確的場強預測。傳播模型的準確性是決定無線網(wǎng)絡規(guī)劃是否可信的一個重要因素，這直接關系到運營商的投資是否比較經(jīng)濟合理。本文介紹了各類無線傳播模型；無線傳播模型校正與測試的基本理論和方法。全文共分七大章，第一章是介紹了無線傳播的特性;第二章是無線傳播模型，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試，闡述模型測試的一般原理，原則和基本方法; 第四章是傳播模型校正，包括校正的理論，過程和結果；第五章為附錄。1 無線電波傳播特性1.1 無線電波傳播方式無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體積遠大于電波波長的物體，電波不能饒射過該物體；繞射：在發(fā)射機與接收機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接近，電波可以從該物體的邊緣繞射過去；衍射：當電磁波的傳播路由上存在小于波長的物體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大時，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、街道標志和燈柱等；在自由空間中由于沒有阻擋，電波傳播只有直射，不存在其它現(xiàn)象。而在實際傳播環(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雜性，也就增大了對電波傳播研究的難度。1.2 無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，當移動臺在移動時，在基站與移動臺之間有時有阻擋，有時又沒有，其中最主要的有瑞利衰落和陰影衰落，也就是我們常說的快衰落和慢衰落，如下圖： figure 2 快衰落和慢衰落在陸地移動通信中，我們用以下三種傳播機制來描述無線信號，這三種傳播機制是根據(jù)距離尺度大小來區(qū)分的：大尺度的傳播機制用來描述區(qū)域均值、它具有冪定律傳播特征，即中值信號功率與距離長度增加的某次冪成反比關系；中尺度的傳播機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，當用分貝表示時，這種變化趨于正態(tài)分布，因而又稱為對數(shù)正態(tài)陰影；小尺度的傳播機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。衰落對信號傳播的影響如下圖：figure 3 衰落對信號傳播的影響如前所述，信號的傳播方式可以用三種傳播機制來描述，而無線傳播模型研究的是其中的大尺度和中尺度的信號傳播機制，考察信號在不同環(huán)境下路徑損耗以及障礙物陰影效應所帶來的慢衰落影響，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。一種是直接應用電磁理論計算確定性模型，比如射線跟蹤技術，其適合室內(nèi)或微小區(qū)的模型預測，但由于其應用比較復雜，計算量很大，所以目前較少使用；另一種是基于大量測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計模型，統(tǒng)計模型的研究歷史悠久，是一種比較成熟的技術，適用于宏蜂窩信號的預測，下一章將就具體的宏蜂窩統(tǒng)計模型進行介紹。2 無線傳播模型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、移動臺天線有效高度，單位為米；基站天線有效高度計算：設基站天線離地面的高度為，基站地面的海拔高度為，移動臺天線離地面的高度為，移動臺所在位置的地面海拔高度為。則基站天線的有效高度，移動臺天線的有效高度為。（注：基站天線有效高度計算有多種方法，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；不同的計算方法一方面與所使用的傳播模型有關，另外也與計算精度要求有關。）移動臺天線高度修正因子：遠距離傳播修正因子：對于UMTS規(guī)劃，基站的覆蓋半徑通常少于20km，也即。為對應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. 準開闊地Qusi Open校正因子：以900M為例，計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算值比實際情況略夸張一些。實際項目使用中，可根據(jù)模型項目具體情況調(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 轉化為通用傳播模型表達式將Okumura-Hata整理為通用傳播模型的表達式，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、移動臺天線有效高度，單位為米；移動臺天線高度修正因子（與Okumura-Hata模型相同）：遠距離傳播修正因子（與Okumura-Hata模型相同）：對于UMTS規(guī)劃，基站的覆蓋半徑通常少于20km，也即。為對應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. 準開闊地Qusi Open（Highway）校正因子：以2000M為例，計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算值比實際情況略夸張一些。實際項目使用中，可根據(jù)模型項目具體情況調(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 轉化為通用傳播模型表達式將Cost231-Hata整理為通用傳播模型的表達式，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具體的折算過程excel見下。改變表格中的頻點值可以得到其他頻點傳播損耗對應的k1-k7值。射線跟蹤模型因為城區(qū)存在大量多徑的效應,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.射線跟蹤模型針對這種情況,以模擬盡可能多的有效傳播路徑來提高預測精度.射線跟蹤的基本思想是:將發(fā)射點視為點源,其發(fā)射的電磁波作為向各個方向傳播的射線,對每條射線進行跟蹤,在遇到阻礙物時按反射、透射或繞射來進行場強計算,在接收點將到達該點的各條射線合并,從而實現(xiàn)傳播預測。通常射線是有一定寬度的,跟蹤時對其中心線進行跟蹤。下圖是一個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，具有很強的針對性，因而結果也比較可信。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mini model的界面: figure 8 Volcano Model Configuration3 無線傳播模型測試figure 9 傳播模型測試操作流程下面詳細說明了測試的步驟,主要是基于使用導頻發(fā)射機的CW測試.當使用現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)時,不必進行測試環(huán)境的準備,一般只需用scanner把測試站點的擾碼進行鎖定,再進行路測收集RSCP信號即可.3.1 測試設備準備傳播模型測試主要準備以下設備：表 21 傳播模型測試設備設備名稱數(shù)量說明導頻發(fā)射機一臺發(fā)射頻點、功率可調(diào)的CW信號路測儀一套包括接收天線、數(shù)據(jù)線、GPS天線、硬件狗測試筆記本電腦一臺安裝測試軟件，備有電池和電源線車載電源一套包括點煙器連線、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頻信號，要求頻段和發(fā)射機對應饋線、跳線一根連接導頻發(fā)射機和天線，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)射機供電。站點勘查設備一套包括數(shù)碼相機、指南針、測距儀（或海拔儀）和GPS，并備有充電電池和充電器。用于測試站點的勘查。地圖一張要求有詳細路線活動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、插座轉接頭、膠帶等3.2 測試站點選擇3.2.1 站點選擇步驟1確定測試區(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試的區(qū)域2劃分測試區(qū)域：在測試區(qū)域劃分的大環(huán)境下面，根據(jù)各種地物所占大致比例，進一步細分為：密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村。如果需要進一步細分，可參考附錄A的地貌定義。3初步確定待測點：根據(jù)劃分的測試區(qū)域，在地圖上標出測試站點的大概位置。4待測站點的勘查：對待測站點進行勘查，記錄站點的環(huán)境信息。5篩選站點：根據(jù)記錄的待測站點數(shù)據(jù)，按照選站原則篩選出符合要求的測試站點。6輸出測試站點選擇報告：根據(jù)篩選出的測試站點信息，按照XX業(yè)務區(qū)傳播模型測試站點勘查報告模板的要求輸出報告。XX業(yè)務區(qū)傳播模型測試站點勘查報告模板參考附錄B。3.2.2 站點選擇原則1站點周圍不能有明顯的遮擋。2站點的天線掛高應和適用該區(qū)域模型大致需要的天線掛高接近。站點應高于周圍建筑物，但不能高出太多。密集城區(qū)測試站點天線掛高應比周圍平均高度高10米左右；一般城區(qū)測試站點天線掛高應比周圍平均高度高15米左右；郊區(qū)或農(nóng)村測試站點天線掛高應比周圍平均高度高1525米。3對每種細分后的測試區(qū)域選擇24個測試站點，利用多個站點的測試數(shù)據(jù)進行合并校模，消除位置因素的影響；要求各測試站點周圍的地形地貌應與需要校正的模型代表的環(huán)境地形地貌一致。4對于一些小城市，傳播模型可以用一種模型表征，不需要劃分為密集、一般、郊區(qū)。所以對這些小城市的測試，可以直接在市中心處選擇一個典型的站點，然后圍繞該站點進行測試。對于中等城市，可以考慮用兩種傳播模型表征：城區(qū)和郊區(qū)。對于這些中等城市的測試，需要選擇兩個典型站點。5測試站點周圍應包含足夠的地物類型，并有相當數(shù)量的道路以便測試時各種地物都能到達。6測試站點所在樓面不能太大。如果樓面比較大，天線需要增高，否則樓面（尤其是女兒墻）對測試信號傳播影響較大。3.2.3 測試站點的環(huán)境信息記錄1用GPS測量測試站點的經(jīng)緯度信息。對于比較大的樓面，給出架設測試天線所在位置的經(jīng)緯度。經(jīng)緯度采用十進制表示，精確到小數(shù)點后五位。2用測距儀（或海拔儀）測量出測試天線掛高（天線中部相對地面的高度）。3按照指南針的指示，用數(shù)碼相機按照北面、東北、東面、東南、南面、西南、西面、西北八個方向的順序依次拍攝照片，照片拍攝位置周圍不應該有遮擋，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試天線。5照片統(tǒng)一命名為“XX（業(yè)務區(qū)）XX（站點名）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站點數(shù)據(jù)按照XX業(yè)務區(qū)傳播模型測試站點勘查報告模板的要求輸出報告。XX業(yè)務區(qū)傳播模型測試站點勘查報告模板參考附錄B。3.3 測試路線選擇3.3.1 路線選擇步驟1了解大概的地理環(huán)境：首先，需要對當?shù)卮蟾诺乩憝h(huán)境有所了解。一方面，需要購買當?shù)卦敿毜牡貓D冊（地圖越詳細越好，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?shù)氐牡乩砗腿宋沫h(huán)境。2制定測試路線：根據(jù)測試站點周圍地形地貌和道路情況，按照路線選擇原則設計測試路線。最好能在測試之前，對測試路線進行實地考察。3制作測試路線圖：在紙制地圖上用筆標出具體的測試路線，或者在電子地圖上標出測試路線打印出來。具體測試時，可根據(jù)條件在agilent路測軟件中添加地圖，實時監(jiān)控測試的路線。4輸出路線選擇報告：按照XX業(yè)務區(qū)傳播模型測試路線選擇報告模板的要求輸出報告。XX業(yè)務區(qū)傳播模型測試路線選擇報告模板參見附錄C。3.3.2 路線選擇原則1東西向和南北向的道路都應包括；各種距離的位置都應跑到；各種地物附近區(qū)域都應跑到；應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3米的狹窄道路。2避免在同樣的路線反復測試。同一條道路上反復跑時，只記錄第一次的數(shù)據(jù)。測試過程中停車時（如紅燈）不記錄數(shù)據(jù)（使用測試軟件中的暫停功能）。3測試半徑應該盡量大，保證接收機接收到的信號最弱低于-110dBm；根據(jù)實際測試過程中的信號情況調(diào)整測試的路線。對于中小城市的測試，跑到城市邊沿信號還沒有到-110dBm，也不需要再繼續(xù)跑到遠處的農(nóng)村。4測試過程中保持中速行駛，一般保持在20-40km/h。5對于城中有湖泊和河流的情況，應該避開湖濱和河濱道路，避開水域做測試。6對于城市中心有山的情況，可以測試山背面的信號，這樣可以通過信號的衰減，校正得出衍射因子，但是要注意不要測試與基站同一面的山面上的信號，因為可能出現(xiàn)越往高處跑，跑的越遠，信號越強的情況，（因為隨著海拔的升高，遮擋會越來越少，）這樣校正模型時就會出現(xiàn)距離越遠，信號越好模型曲線的標準差就會加大。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，最終測試的道路形成網(wǎng)狀結構，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.是實際路線圖：figure 10 路線圖一figure 11 路線圖二figure 12 實際情況下的路線圖8.檢查采樣路線：保證采樣路線在以測試站點為軸心，各徑向方向上路線分布均勻合理，每個徑向方向上保證23組采樣數(shù)據(jù)。不可某方向路線采樣太多或太少，每個方向上保證至少2組采樣數(shù)據(jù)。9.對于超遠覆蓋站點的測試，由于測試距離比較遠，難以按照各種區(qū)域都跑到的要求執(zhí)行。對于這種站點的測試，電測路線只需要沿著希望重點覆蓋區(qū)域的方向一直測試到接收信號降低到-110dBm以下返回，如果條件許可，可以在返回時平移一段距離后再返回，這樣就有了兩段可用的數(shù)據(jù)，有助于超遠模型的研究。3.4 清頻測試在傳播模型測試之前，需要對測試的區(qū)域進行清頻測試。清頻測試的目的是檢查所使用的頻段在測試區(qū)域是否有干擾、或者被占用。只有在確保所使用的頻段沒有干擾，才能保障測試結果的可信和準確。具體的說，清頻測試是在信號源關閉的情況下， Agilent的E6474路測儀對測試區(qū)域的主要路段進行測試。3.5 測試環(huán)境準備進行傳播模型測試時，發(fā)射機、接收機、天線等設備組成的測試環(huán)境如下圖所示：figure 13 測試環(huán)境簡圖3.5.1 發(fā)射端準備1全向天線架設于樓頂或現(xiàn)有鐵塔上面。測試點架設天線的第一菲涅爾區(qū)應確保無障礙。利用大樓頂面安裝全向天線時，天線位置應盡量靠近樓邊，避免大樓的邊沿阻擋波束，并且應在各個方向上同時考慮到樓面邊沿阻擋波束的問題。當天線必須離開大樓邊沿安裝，應盡量使天線架設在離開樓面較高的位置；如果架設于鐵塔上，則要求天線高出鐵塔最高點1m以上，避免鐵塔本身對發(fā)射信號影響。2天線和發(fā)射機連接跳線接頭要求連接緊固（以手不能旋動緊固螺帽為準），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，要將接頭用保護蓋保護起來，防止路途顛簸碰撞損壞饋線頭。3導頻發(fā)射機在開機之前必須檢查天線端口是否已連接好天線或大功率負載（大于50W），否則功放將出現(xiàn)報警或因失配造成功放自激而導致?lián)p壞。4機器開機后請檢查后面的風扇是否開始工作，如不開啟風扇，機器工作時間過長將造成功放溫度過高（大于70）出現(xiàn)過溫度報警。5用網(wǎng)線連接好導頻發(fā)射機和筆記本后臺，打開筆記本上導頻發(fā)射機的操作后臺。6導頻發(fā)射機連接220V的交流電源或24V的直流電源。將電源開關打到連接好的電源一側，系統(tǒng)開始供電，發(fā)射機操作后臺界面上的告警指示和IP地址指示燈將由紅變綠，此時表示已連通后臺，機器已正常工作，如下圖所示：figure 14 導頻發(fā)射機正常工作示意圖7導頻發(fā)射機的頻點應該設置為接近實際系統(tǒng)所用頻點，可以用接收機掃頻選取一個干凈的頻點。在“配置頻率”的選項中，輸入需要的頻率值，點擊“設置頻率”按鈕生效。8通過設置衰減值，調(diào)節(jié)導頻發(fā)射機的發(fā)射功率。在“配置衰減”的選項中，輸入衰減值，點擊 “設置衰減”按鈕生效。當衰減值設為0dB時，導頻發(fā)射機輸出最大功率40dBm（10W）；當衰減值設為7dB時，導頻發(fā)射機輸出功率33dBm（2W）。在進行傳播模型測試時，一般發(fā)射功率設置為10W。figure 15 導頻發(fā)射機頻率及衰減設置示意圖9每次測試需要按照下表記錄發(fā)射功率、頻點、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)值擾碼測試頻點導頻信道發(fā)射功率天線廠家及型號天線主增益天線工作頻率范圍天線掛高3.5.2 接收端準備及數(shù)據(jù)記錄1.將接收機的接收天線和GPS天線放置于測試車的車頂中部。2.數(shù)據(jù)線連接好筆記本和接收機（一般筆記本的COM1口與數(shù)據(jù)線連接），接收機天線和GPS天線與接收機相連。通過點煙器和逆變器為筆記本和接收機供電（也可以通過蓄電池和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)設置（System Setup）界面。鼠標右鍵點擊與接收機相連的COM端口（一般情況下接收機與筆記本的COM 1端口通過數(shù)據(jù)線相連），選擇彈出菜單中的Manual Refresh，然后在出現(xiàn)的設備列表中選擇Agilent Receiver。接著，軟件需要23分鐘來識別接收機。figure 17 系統(tǒng)配置界面軟件找到接收機后會出現(xiàn)對話框，選擇Yes確定。如果點擊Detail可以看到COM端口詳細的硬件設備信息（E6455C代表接收機，TSIP Navigator代表接收機內(nèi)置GPS設備）：figure 18 設備搜索對話框4確保接收機內(nèi)置GPS（TSIP Navigator）被選中。軟件找到接收機后，默認情況下TSIP Navigator是沒有被選中，需要在TSIP Navigator 的選擇框打勾選中該設備。figure 19 GPS選擇5編輯設備屬性。選中接收機設備（E6455C），點擊鼠標右鍵選擇屬性進入設置界面。在Choose Measurement標簽頁添加所要測量內(nèi)容:CW/Channel Power和W-CDMA/UMTS Scrambling Code Analyzer。figure 20 設備屬性編輯在CW/Channel Power 標簽頁設置Measurement Type為Channel Power List：figure 21 CW/Channel Power 標簽頁參數(shù)設置其余參數(shù)如圖所示設置。在W-CDMA/UMTS Scrambling Code Analyzer 標簽頁，選擇測量方式User List；設置載波頻率為傳播模型的測試頻點；在用戶定義擾碼列表中添加導頻信號的擾碼（一般導頻發(fā)射機擾碼固定為400）；Timeslots選為5（可先將Timeslots設置為5以后再將Measurement Type中的Primary SCH Scan和Top N中的選項勾去掉），采樣間隔方式選擇Time(0s),figure 22 W-CDMA/UMTS Scrambling Code Analyzer 標簽頁參數(shù)設置6設備查找和配置完畢后，選擇FileSave As，保存設備配置文件（*.spf格式文件）。下次測試時，可以直接打開該文件，無需重新配置。7數(shù)據(jù)記錄。點擊工具欄上的黃色按鈕進入實時顯示模式，在該模式下數(shù)據(jù)并沒有開始記錄；點擊綠色按鈕出現(xiàn)文件對話框，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)；測試過程中，如遇停車可點擊工具欄上的暫停按鈕暫停數(shù)據(jù)記錄；測試結束后，點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 測試數(shù)據(jù)采集1 根據(jù)李氏定律，保證40個波長里面采集50個采樣點；2 為保證李氏定律的效果，路測的時候要保證恒定的速度，一般在20-40km/h；3 保證每個測試站點，在數(shù)據(jù)過濾以后有至少5000個測試有效點；3.7 測試報告輸出測試結束后，需要按照傳播模型測試報告模板（參考附錄D）的要求輸出測試報告。將傳播模型測試數(shù)據(jù)導出的txt文件、原始的.sd5數(shù)據(jù)文件、傳播模型測試報告、測試站點信息和環(huán)境照片、測試站點的路線圖提交給仿真工程師進行傳播模型的校正工作。4 傳播模型校正傳播模型是移動通信網(wǎng)小區(qū)規(guī)劃的基礎，傳播模型的準確與否關系到小區(qū)規(guī)劃是否合理，運營商是否以比較經(jīng)濟合理的投資滿足了用戶的需求。在移動通信系統(tǒng)中，由于移動臺不斷運動，傳播信道不僅受到多普勒效應的影響，而且還受地形、地物的影響，另外移動系統(tǒng)本身的干擾和外界干擾也不能忽視?；谝苿油ㄐ畔到y(tǒng)的上述特性，嚴格的理論分析很難實現(xiàn)，需對傳播環(huán)境進行近似、簡化，從而使理論模型誤差較大。此外，由于我國幅員遼闊，各省、市的無線傳播環(huán)境千差萬別。如果僅僅根據(jù)經(jīng)驗而無視各地不同地形、地貌、建筑物、植被等參數(shù)的影響，必然會導致所建成的網(wǎng)絡或者存在覆蓋、質(zhì)量問題，或者所建基站過于密集，造成資源浪費。因此就需要針對各個地區(qū)不同的地理環(huán)境進行測試，通過分析與計算等手段對傳播模型的參數(shù)進行修正。最終得出最能反映當?shù)責o線傳播環(huán)境的、最具有理論可靠性的傳播模型，從而提高覆蓋預測的準確性。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測試數(shù)據(jù)：大量的有效測試數(shù)據(jù)是進行傳播模型校正的基礎，除此之外，還包含發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的相關參數(shù)，以及測試中的照片和問題描述資料。有關傳播模型校正所需要的詳細測試數(shù)據(jù)，請參閱傳播模型測試相關部分。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)了一個區(qū)域的地理信息，是進行傳播模型校正所必需的。它有兩個關鍵參數(shù)：地球模型和投影方式，移動通信領域經(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、建筑物等對電波傳播有影響的地理信息，是傳播模型修正的重要基礎數(shù)據(jù)。電子地圖的精度要求與傳播模型及規(guī)劃的精度和應用環(huán)境有關，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。同時使用電子地圖時還要了解地圖的更新時間。3傳播模型校正軟件：傳播模型校正是網(wǎng)絡規(guī)劃的一個重要組成部分，通常的網(wǎng)絡規(guī)劃軟件都能進行傳播模型校正，如AIRCOM、PLANET等，目前我們使用的是AIRCOM。4.2.2 測試數(shù)據(jù)的預處理4.2.2.1 測試數(shù)據(jù)過濾大量有效的測試數(shù)據(jù)是進行傳播模型校正的基礎，對于測試人員提交的測試數(shù)據(jù)，必須進行過濾篩選，用真正有效的、反映傳播特性的測試數(shù)據(jù)進行模型校正，才能得到一個能較好反映整個覆蓋區(qū)域信號的傳播模型。對測試數(shù)據(jù)的過濾主要包含以下幾個方面： 1過濾遠端數(shù)據(jù)：當接收機距離發(fā)射機較遠時，接收到的信號強度太低，因接收機靈敏度的影響，其測量值往往不準確；且對于CW測試信號，底噪在遠端接收信號中的比例加大，不利于模型校正，所以遠端的測試點數(shù)據(jù)應予以去除。對于導頻信號，應濾除CPICH Ec/Io小于-15dB（或CPICH Ec小于-110dBm）的點；對于CW信號，應濾除Io小于95dBm的點，具體遠端距離值的選取視覆蓋范圍而定。在宏模型修正時，需使用距離過濾器。2.過濾近端數(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試數(shù)據(jù)不能用于修正傳播模型。在宏模型修正時，需使用距離過濾器。C.Y.Lee認為，當dCW Measurement2.在彈出的頁面里點擊Add,導入.hd文件:3.在option里選擇要進行校正的模型:4.在Filter頁面進行數(shù)據(jù)濾除:Radius根據(jù)區(qū)域類型進行調(diào)整,城區(qū)可以選2002000m,如果天線過低,或者天面的平臺過大,最短距離可以選300m,最長距離也可以根據(jù)實際的路測數(shù)據(jù)半徑進行調(diào)整.Signal一般選擇上面的-105-40dB,也可以根據(jù)網(wǎng)絡規(guī)劃的小區(qū)邊緣場強進行調(diào)整,如規(guī)劃小區(qū)邊緣場強為-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測試采用全向天線,所以不必選擇這項.如果用一個已經(jīng)定義好的polygon進行濾除,則選擇Use Exclusion Polygons.一般適用于刪除有街道效應的地方.關于增加polygon參見AIRCOM操作說明.5.選擇info,查看站點信息5.在2D View上查看測試數(shù)據(jù)進行檢查上面綠色polygon里的道路一般可以具有街道效應的區(qū)域,在用通用模型校正時需刪除,但在用射線跟蹤模型時則不必.7. 點擊Auto Tune進行校正可以在界面上對不校的參數(shù)K5,K6選擇fix. Mean Error是初始的誤差,Std Dev是語差的均方差.在用volcano模型進行校正時,不會出現(xiàn)這個頁面,軟件將計算進行校正并更新參數(shù),完成全部校正過程.8.固定Through Clutter Params這一項是對地物損耗采用dB/km進行計算,默認是選擇的,一般情況下我