无线电波传播模型

传播模型是移动通信网络规划的基础，是为了更好更准确的研究无线传播而设计出来的一种模型。

一、传播模型概述

对于传播模型的研究，采用的研究方法主要有：对给定范围内平均接收场强进行预测，根据特定位置附近场强的变化估计无线覆盖范围。由于传播模型描述的是发射机与接收机之间长距离的场强变化，通常将这种模型称为大尺度传播模型；而描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动的传播模型，称为是小尺度衰减模型。

大尺度模型：描述了长距离内接收信号的强度的缓慢变化，这些变化是由发射天线和接收天线之间传播路径上的障碍物遮挡造成的。

主要的模型代表由：奥村哈塔模型、COST231-Hata模型、瓦尔菲施-艾克噶米模型等。

小尺度模型：描述短距离或短时间内接收信号强度快速变化的模型。主要的模型代表有多径时变信道模型、伦琴衰落模型。

在规划中一般只考虑大尺度衰落，关心的是接收点信号场强的平均值。而小尺度衰落一般用在理论研究中，用于传输技术的选择和数字接收机的设计，在规划中一般不予考虑。

二、自由空间的传播损耗

自由空间是指充满均匀、线性、各向同性理想介质的无限大空间，是一种理想情况。如卫星的电波传播就很接近自由空间的传播条件。自由空间的传播损耗的公式如下所示：

Lo = 91.48+20lgd, for f = 900MHz

Lo = 97.51+20lgd, for f = 1800MHz

Lo = 98.84+20lgd, for f = 2100MHz

从上面的公式可看出，距离每增加一倍，损耗增加6dB。如果频率每增加一倍，如上面例子所示1800MHz的损耗也比900MHz多损耗了6个dB。

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。

三、Okumura－Hata模型

Okumura－Hata模型是规划软件通常采用的传播模型。

20世纪60年代，奥村等人在东京近郊利用宽范围的频率，几种固定台高度，几种移动台高度，以及在各种各样不规则地形和环境地物条件下测量信号强度，形成一系列曲线，然后对这些曲线进行拟合建立模型，从而得到了传播模型的经验公式。

公式中PL为传播路径损耗；f为频率，适用范围在150-1500MHZ，Hb为基站天线高度: 适用范围30~200m，Hm为移动台高度: 1~10m； d为传输距离: 1~20km；Cm为常量，根据应用场景的不同来取值。

该模型属于宏蜂窝模型，已经在世界范围内广泛使用。适用于基站天线高度高于周围建筑物，频率在1500MHz以下，大于1公里范围的宏小区。

四、COST 231-HATA模型

欧洲研究委员会COST231传播模型小组提出两种建议：

一种是Hata模型。该模型也是奥村等人的测试结果作为依据，通过对较高频段的传播曲线进行分析，得到所建议的公式，公式的相关参数及适用范围如上所示。这种模型也适合在“大区制宏蜂窝”使用，基站天线高度高于周围建筑物，在1km以内预测不准，频率超过2000MHz或低于1500MHz时不适用。

五、COST 231 瓦尔菲施-艾克噶米模型

在“微蜂窝“中，基站天线一般比屋顶低，所以委员会根据瓦尔菲施的计算市区环境的结果和艾克噶米的处理街道走向的修正函数连同试验数据一起创造了“COST231-艾克噶米”模型。该模型在德国城市曼海姆进行测试，发现仍需要相当大的改进。

在使用时，需要遇到一些描述市区环境特征的参数，即：建筑物高度、路面宽度、建筑物间距、相对直射波方向的街道走向。

六、马特内-马恩纳模型

在自由空间传播模型的基础上增加了墙壁和地板的穿透损耗。其公式如下图所示。

其中 P－墙壁损耗参考值，W－墙壁数目。这种模型主要适用室内环境，没有考虑到多径的影响。

以上介绍了几种常见的无线电波传播模型。利用高精度的预期方法，并通过计算机计算,通过比较和评估所有方案的性能，我们就能够很容易地选出最佳蜂窝站址配置方案。因此，可以说传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营商是否 以比较经济合理的投资 满足用户的需求。

最后

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