网络规划中的宏蜂窝传播模型及校正

【摘要】 本文研究的背景是移动通信网络规划中的宏蜂窝传播模型，目的是了解传播模型的作用、分类和校正方法。传播模型是移动通信网小区规划的基础，根据不同场景，接介绍了几种典型的传播模型。

【关键词】 传播模型 Okumura模型 HATA模型 SPM模型 模型校正

一、概述

宏蜂窝传播模型在无线网络规划中是非常重要的，它是移动通信网宏蜂窝小区规划的基础。我国幅员辽阔，各省、市的无线传播环境千差万别。因此，一个良好的移动无线传播模型很难形成。为完善模型，需要利用统计方法，测量出大量数据，对模型进行校正。

二、宏蜂窝传播模型的分类

宏蜂窝传播模型在建立时，使用地形数据来确定无线电波传播路径，无线电波传播路径就是发射机和接收机之间的地形轮廓。

1 、Okumura模型

Okumura模型是预测城区使用最广泛的模型。它以准平坦地形大城市市区的中值场强或路径损耗为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。它的应用频率为150-1920MHz（可扩展到3000MHz）；发射天线有效高度为30-200m；接收天线有效高度为1-10m，有效距离为1km-20km。

2、HATA模型

HATA模型适用于小区半径大于1km系统的路径损耗预测，根据应用频率不同，HATA模型分为：Okumura-Hata模型和COST-231 Hata模型。

Okumura-Hata模型频率范围是150-1500MHz，基站天线有效高度为30-200m，移动台天线高度为1-10m。该模型以市区传播损耗为标准，其他地区在此基础上进行修正。

Okumura-Hata模型作了3点限制：

适用于计算两个全向天线之间的传播损耗；

适用于准平滑地形而不是不规则地形；

以城市市区的传播损耗为标准，其他地区采用修正因子进行修正。

对于较高的频段，在Okumura-Hata模型基础上进行了扩展，形成了COST-231 Hata模型。COST-231 Hata模型的使用条件是：频率为1500-2000MHz；基站天线有效高度为30-200m；移动台天线高度为1-10m；通信距离为1-35km。

3、SPM模型

SPM模型是建立在COST-231 Hata模型的基础上，现已广泛应用到3/4G移动通信设计的领域中。常用的SPM模型中的标准宏蜂窝小区模型应用较广，其计算公式如下：

式中D为收发台之间的距离；HTeff为发射天线的等效高度；DiffractionLoss为路径上有障碍物而引起的衍射损耗；HReff为移动台的等效天线高度；Kclutter为常量因子；F（clutter） 为地形平均损耗。K1与K2为截距和斜率。

三、传播模型的校正

模型校正分3个步骤。准备数据、数据处理和模型校正

1、数据准备

主要对电子地图与基站数据、区域划分、测试站址的选择、CW波测试过程和数据采集等五部分内容进行准备。

2、数据处理

数据处理最主要的目的是滤除测试中带入的不合理数据，然后转换成模型调校所需要的文件格式。主要通过对现网路测数据后处理，测试数据GPS调整后，再进行计算。计算主要是测试数据计算导频的瞬时接收总功率和bin的导频接收功率均值。

得到了bin的导频接收功率均值以后，就可以计算该点的路径损耗。

3、模型校正

模型校正是整个校正工作的最后一步，需要借助专用的网络规划软件来完成。下面以通用模型来举例。通用模型的公式是：

Pr= Pt + K1 + K2lgd + K3lghb + K4+ K5lghblgd + K6hm + K7

利用该模型的校正方法是：首先选定一个模型并设置各参数值K1 - K7值，然后以该模型进行无线传播预测，并将预测值与CW值做比较，得到一个差值，再根据所得的差值统计结果反过来修改模型参数，经过不断地迭代处理，直到预测值与CW值的均方差以及标准差最小，得到的模型参数值就是所需要的校正值。

四、结论

通过本文介绍，对宏蜂窝的传播模型以及模型校正方法有了初步了解，根据不同频率和不同场景特点选定合适的模型，以及根据当地的地理特点对模型进行校正，对规划的准确性、合理性将有较大的帮助。

参 考 文 献

[1]杨大成等 《移动传播环境理论基础.分析方法和建模技术》 机械工业出版社2003年8月第1版第1次印刷

[2]赵明峰，刘刚，楚杨. 丘陵地貌下的2.6GHz传播模型校正[J]. 电信工程技术与标准化. 2014（10）