OkumuraHata模型理论

1.影响TD-LTE覆盖距离的因素目标业务速率RB配置小区用户数频率复用系数发射功率接收灵敏度GP配置PRACH配置资源调度算法传输模式和天线类型2.最大覆盖能力评估2.1TD-LTE帧配置对最大覆盖能力的影响在功率、干扰以及链路损耗等不受限的条件下，对于TD-LTE系统，如下两个因素会影响最大覆盖能力，需要首先考虑。

这两个因素是：1）特殊子帧的配置，主要是GP的配置2）Preamble中GT的配置最大覆盖范围的理论计算公式如下：GP决定的下行最大覆盖范围：MaxD1=C × GP/2（式2.1-1）GT决定的上行最大覆盖范围：MaxD2=C × GT/2（式2.1-2）考虑上下行平衡的最大覆盖范围是ＭaxD=Min(MaxD1,MaxD2)（式2.1-3）其中Ｃ为光速。

3.几种典型的链路传播模型3.1自由空间的传播模型= 2 2 ()2 ()（式3.1-1）f为频率（单位：MHz）d为距离（单位：Km）为自由空间传播损耗（单位：dB）；3.2实际工程中涉及的典型传播模型3.2.1Okumura-Hata 模型１．Okumura-Hata模型适用条件：１）频率范围是150MHz到1500MHz，２）小区半径大于1 km的宏蜂窝系统，３）基站有效天线高度在30 m到200 m之间，移动台有效天线高度在1 m到10 m之间。

４）Okumura-Hata模型以市区传播损耗为标准，在此基础上对其它地形做了修正。

２．Okumura-Hata模型经验公式实测中在基本确定了设备的功率、天线的高度后，可利用Okumura-Hata模型对信号覆盖范围作一个初步的测算。

在市区，Okumra-Hata 经验公式如下：m =69 55 26 16logf −13 82log (ℎte )−a (ℎre ) [44 9−6 55log (ℎte )]logd（式3.2-1） 其中：f 是载波频率（单位：MHz ）；te h 是发射天线有效高度（单位：m ）； re h 是接收天线有效高度（单位：m ）；d 是发射机与接收机之间的距离（单位：Km ）；)(re h a 是移动天线修正因子，其数值取决于环境。

传播模型总汇1. HATA 传播模型: (1)2. OKUMURA-HATA 电波传播衰减计算模式 (2)3．COST231-HATA 模型 (2)4. COST-231-WALFISH-IKEGAMI传播模型(适合微蜂窝结构) (3)5 . LEE 传播模型( 美籍华裔通信专家李建业先生提出) (3)6. 海面传播模型 (4)7．室内基本的模型(典型)如下: (4)8．室内电梯传播模型 (4)9. 对室内型微蜂窝传播特性的描述，应使用KEENAN-MOTLEY 模型。

(5)10. 隧道的无线传播 (5)1.Hata 传播模型:L=46.3+33.9log(f)-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d)+Cm (1)其中，L 为最大路径损耗(db)； f 为载波频率(Hz)；Hb 为天线高度(米)；d 为到基站距离( 米)。

中等规模城市或市郊中心树木的稀疏程度中等时：Cm=0 大城市市区中心：Cm=3。

针对3G系统，3G组织也特别推荐了一个模型，该传播模型如下: 3G 传输模型：L=40(1-0.004Hb)log(d)-18log(Hb)+21log(f)+80 (2)其中，各参数的意义同(1)式。

在WCDMA 中，当f=2000MHz 时，则上述两式简化为: Hata 城市传播模型:L=161.17-13.82log(Hb)-(44.9-6.55log(Hb))log(d) ；3G 传播模型:L=149.32-18log(Hb)-40(1-0.004Hb)log(d) 。

2. Okumura-hata 电波传播衰减计算模式GSM900MHz 主要采用CCIR 推荐的Okumura 电波传播衰减计算模式。

该模式是以准平坦地形大城市区的中值场强或路径损耗作为参考，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。

不同地形上的基本传输损耗按下列公式分别预测。

无线信道仿真无线信道是移动通信的传输媒体，所有的信息都在这个信道中传输。

信道性能的好坏直接决定着人们通信的质量，因此要想在有限的频谱资源上尽可能地高质量、大容量传输有用的信息就要求我们必须十分清楚地了解信道的特性。

然后根据信道地特性采取一系列的抗干扰和抗衰落措施，来保证传输质量和传输容量方面的要求。

电磁波在空间传播时，信号的强度会受到各种因素的影响而产生衰减，通常用路径损耗的概念来衡量衰减的大小。

路径损耗是移动通信系统规划设计的一个重要依据，特别是对覆盖、干扰、切换等性能影响很大。

本文主要研究了宏小区室外传播模型，并对经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata 模型以及COST231-WI 模型进行了具体地分析和说明，对其中的算法Matlab 中写出了相应的函数并作出了Matlab 仿真。

在实际仿真中经常要用到一些无线信道模型，本文主要对高斯白噪声信道、二进制信道、瑞利衰落信道以及伦琴衰落信道进行了分析和仿真，这里用到的是Matlab 中自带的Simulink 模块，进行了BPSK ，BFSK 的误比特率性能的仿真。

最后对802.16规范中建议使用的SUI 信道模型进行了仿真。

1路径损耗1．1 自由空间模型：假设无线电波是在完全无阻挡的视距内传播，没有反射、绕射和散射，这种理想的情形叫做自由空间的传播。

假设收发天线之间的距离为d ，发射频率为f ，自由空间的损耗可由以下公式计算：f d P L log 20lg 204.32++= (dB)其中，d 的单位为km ；f 的单位为MHz 。

对应于文件中的wireless_free_space_attenuation.m 文件：function y=wireless_free_space_attenuation(d,f) y=32.4+20*log(d)/log(10)+20*log(f)/log(10);当f=900MHz 时的仿真图如下：f=900;d=0.1:0.1:100;y=wireless_free_space_attenuation(d,f); plot(d,y);0102030405060708090100708090100110120130140距离(km)损耗（d B )自由空间损耗自由空间的传播是电波传播最基本也是最简单的一种理想情况。

OkumuraHata模型理论Okumura/Hata模型理论⼴州瀚信通信科技有限公司Okumura/Hata模型是应⽤较为⼴泛的覆盖预测模型，它是以准平滑地形的市区作基准，其余各区的影响均以校正因⼦的形式出现。

Okumura/Hata模型市区的基本传输损耗模式为：Lb＝69.55＋26.16lgf－13.82lgHb－α(Hm)＋（44.9－6.55lgHb）lgd简化为：Lb＝A－13.82lgHb－α(Hm)＋（44.9－6.55lgHb）lgdLb：波传播损耗值（dB）A：覆盖场景损耗参数f：⼯作频率（MHz）Hb：基站天线有效⾼度（m）Hm：移动台天线有效⾼度（m）d ：移动台与基站之间的距离（km）α(Hm)：移动台天线⾼度因⼦α(Hm)=(1.1 lgf - 0.7)Hm-(1.56lgf-0.8)为达到⾼速车内信号场强优于-90dBm的⽬标，车外设计场强：SSdesign=Rx+HO+TPL+LNF假设基站载波输出功率为43dBm，⾼速覆盖上⼀般采⽤两⾯天线背向发射，,CDU损耗约为5dB，馈线、接头等损耗为2dB，天线增益为15dBi。

⼀般⾼速公路上可取⼿机天线有效⾼度为1⽶。

有效发射功率：EiRP＝载波功率＋天线增益－CDU及馈线损耗假设为⾃由空间传输则允许最⼤路径损耗为：Lp= EiRP- SSdesign根据⾼速的地形、频段、建设⽅式等特点，对A、Hb、Hm进⾏适当取值，取宏站⾼度Hm=30m，⾼速公路移动台⾼度Hm=1m，根据⽆线传播模型公式：Lb＝A－13.82lgHb－α(Hm)＋（44.9－6.55lgHb）lgd，可计算出⾼速基站的最⼤覆盖范围d；⽆线传播损耗参数A各场景取值：带⼊公式可得到各场景下⼩区覆盖距离：。

浅谈移动通信无线传播摘要：在规划和建设一个移动通信网时,从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间的电磁干扰,直到最终确定无线设备的参数,都必须依靠对电波传播特性的研究和据此进行的场强预测,是进行系统工程设计与研究频谱有效利用、电磁兼容性等课题所必须了解和掌握的基本理论。

关键词：无线通信；移动通信；3G时代一、无线移动通信技术相关知识(1)卫星移动通信系统。

卫星移动通信系统,其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式,为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务,是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸,在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。

(2)无线接入系统。

无线接入系统(又称无线本地环路),就是通过无线的方式,在有线管道铺设比较困难、投资大、电话用户密度大的市和近郊区,或电话用户稀少的远郊区、农村、山区等地方,提供固定电话的服务,作为有线电话网的补充和延伸。

(3)无线寻呼系统。

无线寻呼系统是近几年发展非常迅速的移动通信系统之一。

我国曾是世界上头号寻呼大国。

无线寻呼信息除传统的个人信息外,还有大量的公共信息、专用信息。

目前,应该利用现有的无线寻呼网络,朝向规模经营、文字化、自动化、大联网、高速率、多业务、多用途,以及语音寻呼、双向信息寻呼和小区复用频率的组网方式等方面发展。

(4)未来公众陆地移动通信系统FPLMTS。

目前FPLMTS集合了各种移动通信系统的功能,用户只需使用单一的移动终端设备,就可以在全球任何地方、任何时候,获得与任何人进行高质量的移动通信服务,也就是大家所期望的个人通信。

当前,我国第三代移动通信系统的体系仍然延续了二代移动通信的传统,趋向于采用混合组网,既有CDMA2000体制,也有我国自己提出的TD-SCDMA体制。

二、无线电波的传播(一)传播方式1.直达波或自由空间波;2.地波或表面波;3.对流层反射波;4.电离层波蜂窝系统的无线传播利用了第二种地波或表面波传播方式。

L = K1 + K 2 Log10 (d ) + K 3 H ms + K 4 Log10 H ms + K 5 Log10 ( H eff ) + K 6 H eff Log10 (d m ) + K 7 ( LDIFF ) + K clutter
移动台距基站的距离 绕射损耗
d
LDIFF
H eff 基站天线的有效高度
6
反射
在平地面上传播的双射线模型
7
多径衰落
多径衰落
当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电平变化和激烈的相位摆动
8
绕射
当接收机和发射机之 间的无线路径被物体 的边缘阻挡时发生绕 射。 绕射使得无线电信号能够传播 到阻挡物后面。 到阻挡物后面。
通常基于几何绕射理论 ）、物理光学 （GTD）、物理光学 ）、 （PO）的射线跟踪或其 ） 他精确方法。 他精确方法。
29
三类小区
宏小区（宏蜂窝） 宏小区（宏蜂窝）
覆盖范围通常大于1Km 覆盖范围通常大于 高发射功率，大于20W 高发射功率，大于 高增益天线10dBi～20dBi 高增益天线 ～ 天线高过周围环境 常用于郊区、农村、 常用于郊区、农村、公路等 解决覆盖问题 通常采用经验传播模型或半 确定性经验传播模型进行预 测
16
陆地移动通信中的无线信号
小尺度衰落 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 通常服从瑞利概率密度函数， 通常服从瑞利概率密度函数，因而也称为瑞利 衰落。 衰落。 中尺度衰落 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 当以分贝表示时， 当以分贝表示时，这种变化趋向于正态 高斯）分布， （高斯）分布，通常称为对数正态衰落 大尺度衰落 大尺度的传播机制描述的 是区域均值， 是区域均值，具有幂定律 传播特征， 传播特征，即中值信号功 率与距离长度增加的某次 幂成反比变化

-1.00
13.00 5.00 -2.90 -2.50 -2.50 0
Dense urban
High Building
5
16
无线传播模型
应用环境 最低接收功率 备注：手机接收电平=天线口功率-路 径传播损耗 大楼室内 -70dBm 手 机 灵 敏 度 -102dBm ， 快 衰 落 保 护 3dB ， 慢 衰 落 保 护 7dB ， 穿 透 损 耗 16dB，干扰保护2dB，环境噪声2dB 小卧车内，或市 -80dBm 手 机 灵 敏 度 -102dBm ， 快 衰 落 保 护
街道墙壁有铝的支架比没有铝的支架产生更大的衰减。 只在天花板加隔离的建筑物比天花板和内部划软件模型（一）
Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+Kclutter
K参数 参考值
区一般建筑物一
层室内 室外 -90dBm
3dB ， 慢 衰 落 保 护 5dB ， 穿 透 损 耗
10dB，干扰保护2dB，环境噪声2dB 手 机 灵 敏 度 -102dBm ， 快 衰 落 保 护
3dB，慢衰落保护5dB，干扰保护2dB
，环境噪声2dB
模型校正
• 目的：通过连续波（CW）测试，校正传播模型参数，增加 无线覆盖预测的准确性。即将连续波测试结果与预测结果 相比较，调整模型中的K参数，使模型符合实际地理环境。 • 采样符合李氏定律：40波长，采样50个样点 • 校正方法：最小方差法
构（钢、玻璃、砖等）、楼层高度、建筑物相对于基站的走向、窗户区所占 的百分比等的函数。由于变量的复杂性，建筑物的损耗只能在周围环境的基 础上统计预测。我们可以有以下一些结论

无线电波传播模型的应用与分析在现代通信领域，无线电波传播模型扮演着至关重要的角色。

它们是我们理解和预测无线电信号在不同环境中传播特性的有力工具，对于无线通信系统的规划、设计、优化以及性能评估都具有不可或缺的意义。

无线电波传播模型的种类繁多，每种模型都有其适用的场景和局限性。

常见的传播模型包括自由空间传播模型、OkumuraHata 模型、COST 231-Hata 模型、射线跟踪模型等。

自由空间传播模型是最简单也是最基础的模型。

它假设信号在无障碍物的理想自由空间中传播，不考虑地形、建筑物等因素的影响。

这个模型适用于卫星通信等长距离、空旷环境下的粗略估计。

但在实际的城市、山区等复杂环境中，其预测结果往往与实际情况相差较大。

OkumuraHata 模型则是一种基于大量实测数据建立起来的经验模型，适用于频率在 150 MHz 到 1500 MHz 之间的城区环境。

它考虑了基站天线高度、移动台天线高度以及通信距离等因素对信号衰减的影响。

然而，对于一些特殊的地形地貌，如山区、水域等，该模型的准确性可能会有所下降。

COST 231-Hata 模型是在 OkumuraHata 模型的基础上发展而来，对频率范围进行了扩展，适用于 1500 MHz 到 2000 MHz 的频段。

它在城市环境中的预测效果相对较好，但在农村和郊区等场景的应用中仍存在一定的局限性。

射线跟踪模型是一种基于几何光学和电磁理论的确定性模型。

它通过追踪无线电波从发射源到接收点的传播路径，考虑了反射、折射、绕射等多种传播机制。

这种模型能够提供非常精确的预测结果，但计算复杂度较高，通常需要大量的计算资源和时间。

无线电波传播模型在无线通信系统的规划和设计中发挥着重要作用。

在网络规划阶段，工程师们可以利用传播模型来估算基站的覆盖范围、信号强度以及容量，从而确定基站的位置、数量和发射功率等关键参数。

例如，在城市中心区域，由于建筑物密集，信号衰减较大，需要增加基站密度以保证良好的覆盖；而在郊区或农村地区，由于地形开阔，信号传播条件较好，可以适当减少基站数量，降低建设成本。

2
3.1.7 莱斯（Riceam）衰落分布
在移动通信中，如果存在一个起支配作用的 直达波（未受衰落影响），此时，接收端接
收信号的包络为莱斯（Riceam）分布。
P(r)
r
02
(r2 A2 )
e
2 2
I
0
(
Ar
2
)
A 0, r 0 r0
设
若
莱斯分布 瑞利分布
3.2 电波传播特性的估算（工程计算）
图3-4 绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系
3.1.4 反射波
电波在传输过程中，遇到两种不同介质的光滑 界面时，就会发生反射现象。
图3-5给出了从发射天线到接收天线的电波由反 射波和直射波组成的情况。反射波与直射波的 行距差为：
d a b c 2hT hR d
两路信号到达接收天线的时间差换算成相位差 为：
在求郊区或开阔区，准开阔区的传播衰耗中 值时，应在市区衰耗中值的基础上，减去由 图3-9或3-10查得的修正因子。
图3-9 郊区修正因子
图3-10 开阔区、准开阔区修正因子
⒊ 不规则地形上的传播衰耗中值
⑴丘陵地的修正因子
丘陵地的地形参数可用“地形起伏”高度 △h表示。其定义是：自接收点向发射点延 伸10km范围内，地形起伏的90%与10%处的 高度差。
⒋任意地形的信号中值预测
⑴ 计算自由空间的传播衰耗 根据式（3-1），自由空间的传播衰耗Lbs为：
⑵计算准平滑地形市区的信号中值
⑶计算任意地形地物情况下的信号中值
LA LT KT
(3.22)
KT k mr Q0 Qr k h k hf k js k sp k s
KT为地形地物修正因子
☆则不平坦的场强公式为

Okumura—Hata模型的计算机编程摘要：移动通信中，由于移动台在不停的运动，电波传播的实际情况是复杂多变的。

为此，人们通过大量的实地测量和分析，总结归纳了多种经验模型。

通常在一定情况下，使用这些模型对移动通信电波传播特性进行估算，都能获得比较准确的预测结果。

Okumura—Hata 模型是目前应用最广泛的模型，由此，通过计算机编程或仿真更能方便的得出基本传输损耗。

关键词：移动通信Okumura—Hata编程传输损耗一、Okumura—Hata模型的介绍移动通信中电波传播的实际情况是复杂多变的。

实践证明，任何试图使用一个或几个理论公式计算的结果，都将引入较大误差。

甚至与实测结果相差甚远。

为此，人们通过大量的实地测量和分析，总结归纳了多种经验模型。

通常在一定情况下，使用这些模型对移动通信电波传播特性进行估算，都能获得比较准确的预测结果。

能否准确预测基站信号的覆盖情况是移动通信网络规划的优劣所在，提高预测准确度的关键在于选择最能接近实测值的预测模型。

目前应用较为广泛的是OM模型（Okumura模型），为了在系统设计时，使Okumura模型能采用计算机进行预测，Hata对Okumura模型的基本中值场强通过对其他预测模型的分析对比，并与实测数据的仿真比较，得出了0kumum—Hata预测模型更接近实测值的结论。

移动通信系统中的无线电波是在不规则地形情况下进行传播的，在估算路径损耗时，应考虑特定地区的地形因素，预测模型的目标是预测特定点或特定区域(小区)的信号强度，但在方法复杂性和精确性方面差异很大，因此针对不同地形特点，要选择最适合于本地的预测模型。

在传播预测模型中通常将地形划分为城区、郊区、开阔地和空间自由传播四种情况，城市郊区人口密度介于乡村和繁华市区，基站规划需同时考虑覆盖范围和用户容量两方面因素，随着移动用户的急剧增加，目前城市郊区基站的覆盖范围通常不足lkm，要选择预测模型，需将该地区具有代表性的测量数据代人模型，根据仿真结果以确定出可选用的模型。

（式 3.2-2）
)
大城市： a(hre) 8.29(log1.54hre)2 1.1dB ( f 300MHz) （式 3.2-3） a(hre ) 3.2(log11.75hre )2 4.97dB ( f 300MHz ) （式 3.2-4）
郊区：
Okumra-Hata 经验公式修正为 Lm L(市区） 2[log( f / 28)]2 5.4 农村：
3.1 自由空间的传播模型
= ������
������ ( ) ������ ( ) （式 3.1-1）
f 为频率（单位：MHz） d 为距离（单位：Km）
为自由空间传播损耗（单位：dB）；
3.2 实际工程中涉及的典型传播模型
3.2.1 Okumura-Hata 模型
１．Okumura-Hata 模型适用条件： １）频率范围是 150MHz 到 1500MHz， ２）小区半径大于 1 km 的宏蜂窝系统， ３）基站有效天线高度在 30 m 到 200 m 之间，移动台有效天线高度在 1 m 到
������������������������ ������ ������������������������ − ������ ������������������(������������������������) − ������
（式 3.2-7）
Le:传播损耗（单位：dB）
d：首发设备之间的距离（单位：Km）
（式 3.2-1）
其中：
f 是载波频率（单位：MHz）； hte 是发射天线有效高度（单位：m）； hre 是接收天线有效高度（单位：m）；
d 是发射机与接收机之间的距离（单位：Km）； a(hre ) 是移动天线修正因子，其数值取决于环境。

）模型中的主要参数易于根据测量值调整，适合本地 无线传播环境，准确性高 （2）路径损耗预测算法简单，计算速度快 • 应用 无线通信系统 • 分类 LEE宏蜂窝模型 LEE微蜂窝模型
LEE宏蜂窝模型
• 基本思路 先把城市当成平坦的，只考虑人为建筑物的影响，在此基 础上再把地形地貌的影响加进来 • 地形地貌影响的三种情况 无阻挡 有阻挡 水面反射
（1）自然地形（高山、丘陵、平原、水域等） （2）人工建筑的数量、高度、分布和材料特性 （3）该地区的植被特征 （4）天气状况 （5）自然和人为的电磁噪声状况 （6）系统的工作频率和移动台运动等因素
常用的电波传播损耗预测模型
• Hata模型 根据应用频率的不同，分为Okumura-Hata 模型和COST 231 Hata模型 • CCIR模型 • LEE模型 • COST 231 Walfisch-Ikegami 模型（WIM模型）
[44.9 6.55 log(ht )] log(d ) C cell Cterrain
校正因子
中小城市 [1.11 log( f ) 0.7] hr [1.56 log( f ) 0.8] 2 f 300Mhz 大城市 郊区乡村 a (hr ) 8.29[log(1.54hr )] - 1.1 3.2[log(11.75h )] 2 4.97 f 300Mhz r
L=42.6+26log(d)+20log(f)
(2)非视距传播情况，路径损耗
L=L0+L1+L2 其中L0—空间损耗 L1—由沿屋顶下沿最近的衍射引起的衰落损耗
L1 16.9 10 log( w) 10 log( f ) 20 log(ht hr ) L11

电波传播中信号衰减的模型研究在当今的信息时代，电波作为信息传输的重要载体，其传播特性对于通信、广播、雷达等领域具有至关重要的意义。

而在电波传播的过程中，信号衰减是一个不可避免的现象，它会影响信号的质量和传输距离，从而限制了通信系统的性能。

因此，深入研究电波传播中信号衰减的模型，对于优化通信系统设计、提高信号传输质量具有重要的理论和实际价值。

一、电波传播的基本概念电波是指在空间中传播的电磁波，其频率范围非常广泛，从低频的无线电波到高频的光波都属于电波的范畴。

在通信领域中，常用的电波频段包括短波、超短波、微波等。

电波在空间中的传播方式主要有地波传播、天波传播和空间波传播三种。

地波传播是指电波沿着地球表面传播，其传播距离相对较短，但稳定性较好，适用于中低频段的通信；天波传播是指电波通过电离层反射传播，其传播距离较远，但受电离层变化的影响较大，适用于中高频段的通信；空间波传播是指电波直接从发射天线传播到接收天线，其传播距离与天线高度和发射功率等因素有关，适用于微波频段的通信。

二、信号衰减的原因电波在传播过程中，信号会发生衰减，其主要原因包括以下几个方面：1、自由空间损耗自由空间损耗是指电波在自由空间中传播时，由于能量的扩散而导致的信号强度减弱。

其大小与传播距离的平方成正比，与电波频率的平方成正比。

2、吸收损耗电波在传播过程中，会被传播介质吸收一部分能量，从而导致信号衰减。

例如，电波在穿过建筑物、树木等障碍物时，会被吸收一部分能量。

3、反射和散射损耗当电波遇到障碍物时，会发生反射和散射现象，从而导致信号的方向和强度发生变化，产生损耗。

4、多径衰落由于电波传播的多径效应，接收端会接收到多个不同路径传播的信号，这些信号之间会相互干扰，导致信号强度的起伏变化，即多径衰落。

三、信号衰减的模型为了定量地描述电波传播中信号衰减的特性，人们建立了多种信号衰减模型。

下面介绍几种常见的模型：1、自由空间传播模型自由空间传播模型是最简单的信号衰减模型，适用于理想的自由空间传播环境。

传播模型总汇1.HATA传播模型： (1)2. OKUMURA-HATA电波传播衰减计算模式 (2)3．COST231-HATA 模型 (2)4. COST-231-WALFISH-IKEGAMI传播模型（适合微蜂窝结构） (3)5 . LEE传播模型(美籍华裔通信专家李建业先生提出) (3)6. 海面传播模型 (4)7．室内基本的模型(典型)如下： (4)8．室内电梯传播模型 (4)9. 对室内型微蜂窝传播特性的描述，应使用KEENAN-MOTLEY模型。

(5)10. 隧道的无线传播 (5)1.Hata传播模型：L=46.3+33.9log(f)-13.82log(Hb)+(44.9-6.55log(Hb))log(d)+Cm (1)其中，L为最大路径损耗(db)；f为载波频率(Hz)；Hb为天线高度(米)；d为到基站距离(米)。

中等规模城市或市郊中心树木的稀疏程度中等时：Cm=0大城市市区中心：Cm=3。

针对3G系统，3G组织也特别推荐了一个模型，该传播模型如下：3G传输模型：L=40(1-O.004Hb)log(d)-18log(Hb)+21log(f)+80 (2)其中，各参数的意义同(1)式。

在WCDMA中，当f=2000MHz时，则上述两式简化为：Hata城市传播模型：L=161.17-13.82log(Hb)-(44.9-6.55log(Hb))log(d)；3G传播模型：L=149.32-18log(Hb)-40(1-0.004Hb)log(d)。

2. Okumura-hata电波传播衰减计算模式GSM900MHz主要采用CCIR推荐的Okumura电波传播衰减计算模式。

该模式是以准平坦地形大城市区的中值场强或路径损耗作为参考，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。

不同地形上的基本传输损耗按下列公式分别预测。

L(市区)＝69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)-s(a)L(郊区)=64.15+26.16lgf-2[lg(f/28)]2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)L(乡村公路)=46.38+35.33lgf-[lg(f/28)]2-2.39(lgf)2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)L(开阔区)=28.61+44.49lgf-4.87(lgf)2-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)L(林区)=69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)其中：f----工作频率，MHzh1---基站天线高度，mh2---移动台天线高度，md----到基站的距离，kma(h2)---移动台天线高度增益因子，dBa(h2)=(1.1lgf-0.7)h2-1.56lgf+0.8(中，小城市)=3.2[lg(11.75h2)]2-4.97(大城市)s(a)---市区建筑物密度修正因子，dB;s(a)=30-25lga (5%<a≤50%)=20+0.19lga-15.6(lga)2 (1%<a≤5%)=20 (a≤1%)3．COST231-Hata 模型适合频段1500- 2000 MHz基站的天线高度Hb 30- 200 m移动台天线高度Hm1- 10 m覆盖距离1 -20 km大城市区域在农村地区和郊区可以从图3中得到校正因子Lu (dB) = 46.3 + 33.9 log(f) - 13.82 log(Hb) - a(Hm) +[44.9 -6.55 log(Hb)] log(d) + Cm其中a(Hm) =[1.1 log(f) - 0.7] Hm -[1.56 log(f) - 0.8]Cm = 0 dB 对于中等城市和郊区中心区Cm = 3 dB 对于大城市对于农村准开阔地Lrqo (dB) = Lu - 4.78 [log(f)]2 + 18.33 log(f) - 35.94对于农村开阔地Lro (dB) = Lu - 4.78 [log(f)]2 + 18.33 log(f) - 40.944. Cost-231-Walfish-Ikegami传播模型（适合微蜂窝结构）GSM 1800 MHz主要采用欧洲电信科学技术研究联合推荐的"Cost- 2-Walfish-Ikegami"电波传播衰减计算模式。

无线电波传播模型与覆盖预测河北全通通信有限责任公司工程部网络服务组二0 0二年四月二十日第一节无线传播理论1.1 无线传播基本原理在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传播特性的研究、了解和据此进行的场强预测。

它是进行系统工程设计与研究频谱有效利用、电磁兼容性等课题所必须了解和掌握的基本理论。

众所周知，无线电波可通过多种方式从发射天线传播到接收天线：直达波或自由空间波、地波或表面波、对流层反射波、电离层波。

如图1-1所示。

就电波传播而言，发射机同接收机间最简单的方式是自由空间传播。

自由空间指该区域是各向同性（沿各个轴特性一样）且同类（均匀结构）。

自由空间波的其他名字有直达波或视距波。

如图1-1（a），直达波沿直线传播，所以可用于卫星和外部空间通信。

另外，这个定义也可用于陆上视距传播（两个微波塔之间），见图1-1（b）。

第二种方式是地波或表面波。

地波传播可看作是三种情况的综合，即直达波、反射波和表面波。

表面波沿地球表面传播。

从发射天线发出的一些能量直接到达接收机；有些能量经从地球表面反射后到达接收机；有些通过表面波到达接收机。

表面波在地表面上传播，由于地面不是理想的，有些能量被地面吸收。

当能量进入地面，它建立地面电流。

这三种的表面波见图1-1（c）。

第三种方式即对流层反射波产生于对流层，对流层是异类介质，由于天气情况而随时间变化。

它的反射系数随高度增加而减少。

这种缓慢变化的反射系数使电波弯曲。

如图1-1（d）所示。

对流层方式应用于波长小于10米（即频率大于30MHz）的无线通信中。

第四种方式是经电离层反射传播。

当电波波长小于1米（频率大于300MHz）时，电离层是反射体。

从电离层反射的电波可能有一个或多个跳跃，见图1-1（e）。

这种传播用于长距离通信。

除了反射，由于折射率的不均匀，电离层可产生电波散射。

三传播预测模型在GSM系统覆盖设计中，电磁波传播模型起着至关重要的作用。

无线电信道模型大致可以分为大尺度传播模型和小尺度传播模型两类。

大尺度传播模型用来描述发射机和接收机之间相对较长的距离信号场强变化，小尺度传播模型主要描述短距离或短时间的接受场强的快速波动。

这两种模型并不是相互独立的，在同一无线信道中，即存在大尺度衰落也有小尺度衰落。

一般来说大尺度模型表征接收信号在一定时间内的均值传播距离和环境的变化，小尺度模型接收信号短时间内的快速波动。

假设从雁塔校区到大唐芙蓉园的距离约在2—5KM左右。

一般说来，接收功率Pｒ与距离ｄ的指数ｄ−n成正比，在自由空间传播环境中ｎ＝２，在其它情况下３＜ｎ＜４。

下图为接收信号强度随距离变化的趋势，然而在实际无线传播过程中它们并不是线性关系。

图3-1 接收信号强度与距离的非线性关系上图采用的是对数坐标，当发射机和接收机之间距离较小时，为视距传输即n=2，此时包络服从莱斯分布，一小尺度衰落为主，当距离增大时有3<n<4,此时一大尺度衰落为主，包络服从瑞利衰落当然地形不同转折点的位置不同。

在实际传播环境中，从覆盖区域来分。

室外传播环境可分为两类：宏蜂窝模型和微蜂窝模型。

宏蜂窝传输模型功率可达几十瓦，半径为几十公里。

相比之下微蜂窝传播模型的覆盖范围怎小一些200—1000米，微蜂窝传播模型中假定基站不高，发射功率有限，所预测的区域也只在基站附近。

因此此次预测模型为宏蜂窝假设覆盖范围为3KM。

下面将讨论两种预测方案从中择优学则合适的预测模型，来计算电磁波在空间传播过程中路径损耗中值，以便在给定的覆盖范围内确定合适的基站发射功率。

在本次覆盖设计GSM中900MHz集群系统中：基站天线有效高度ℎb为32m；移动台天线高度设ℎb为1.5m；发射频率f为935—960MHz计算时取950MHz；通信距离d设从雁塔校区到大唐芙蓉园的距离约在2—5KM左右，计算时取3KM。

广播与电视技术２００６年第１２期57数字电视信号，码流同样采用伪随机码，接收天线选用适于移动接收的鞭状全向天线。

移动测试路线的选择应当包括市区路段、隧道、凹槽以及高速公路等有代表性的移动接收路径。

针对地面数字电视传输系统移动测试，广播电视规划院专门开发了基于地理信息系统（ＧＩＳ）的自动测试记录软件，在整个测试过程实时测量和记录接收信号电平、误码率和车速。

该系统还具有自动统计功能，可以实现测试信息以及车辆位置信息在电子地图上的可视化、一体化和集成化显示，极大地方便了移动测试。

图３、图４为测试记录软件记录的移动测试记录曲线（包括信号电平、误码率和车速）以及接收电平示意图。

测试时，测试车根据路况以各种速度行驶，由测试记录软件记录场强、每秒接收比特、误码、误码率、移动路线、每秒的位置、速度等数据，用录像机记录四画面合成器的图像，包括行进过程中的频谱图、车速及周围环境。

６　室内移动测试室内移动测试用于测试被测系统在室内移动接收条件下的接收效果。

室内移动测试在低码率模式下进行，发射台发送垂直极化数字电视信号，码流采用伪码；接收天线选用适合于移动接收的鞭状无方向性天线；由测试记录软件记录每秒的接收比特、误码、误码率；用ＧＰＳ记录移动路线，每秒的位置等数据，并存入计算机。

（收稿日期：２００６－１０－２６）▲１　引言无线电波主要在大气、真空以及水下空间等无线信道中传播，相对于有线信道，无线信道为信号的传播和接收带来了灵活性和机动性，但无线信道的开放性也使电波的传播更为复杂多变。

地面电视广播发射的无线电波以大气作为无线信道进行信号的传递，考虑障碍物等因素，无线电波在传播过程中将受到路径损耗、阴影衰落和多径衰落的影响［１］。

由于在地面电视广播规划的覆盖和干扰分析过程中，需要对信号场强进行预测，因此针对无线电波的传播特性，建立相关电波传播模型对地面电视广播规划非常关键。

２　电波传播模型地面电视广播涉及到的频段主要是米波（ＶＨＦ）和分米电波传播模型介绍分析◎何剑辉 冯景锋 李熠星国家广电总局广播电视规划院【提要】　地面电视广播发射的无线电波以大气作为无线信道进行信号的传递。