传播模型汇总

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 ....................................................................................................................................................... 4 4. COST-231-WALFISH-IKEGAMI传播模型（适合微蜂窝结构） ................................................................................... 5 5 . LEE传播模型 (美籍华裔通信专家李建业先生提出) ....................................................................................................... 6 6. 海面传播模型 ...................................................................................................................................................................... 7 7．室内基本的模型(典型)如下： ............................................................................................................................................. 8 8．室内电梯传播模型................................................................................................................................................................ 8 9. 对室内型微蜂窝传播特性的描述 ，应使用KEENAN-MOTLEY模型。 ..................................................................... 9 10. 隧道的无线传播................................................................................................................................................................. 10

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)=.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，MHz

h1---基站天线高度，m

h2---移动台天线高度，m

d----到基站的距离，km

a(h2)---移动台天线高度增益因子，dB

a(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%=20+0.19lga-15.6(lga)2 (1%=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) - 40.94

4. 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。该模式的特点是：从对众多城市的电波实测中得出的一种小区域覆盖范围内的电波损耗模式。

分视距和非视距两种情况：

(1) 视距情况

基本传输损耗采用下式计算

L＝42.6+26lgd+20lgf

(2) 非视距情况

基本传输损耗由三项组成:

L＝Lo+Lmsd+Lrts

Lo=32.4+20lgd+20lgf

a)Lo代表自由空间损耗

b)Lmsd是多重屏蔽的绕射损耗

c)Lrts是屋顶至街道的绕射及散射损耗。

5 . LEE传播模型 (美籍华裔通信专家李建业先生提出)

李建业模型是基于天线高度30米时，1公里衰减模型基础上提出来的多斜率路径损耗模型，不同地方，由于周围环境的影响，1公里不同地方有不同的路径损耗，通过对天线高度修正，就得到各种天线高度下的路径损耗

在地形相对较复杂区域，一般可应用LEE模型。LEE模型以两波模型为基础，在计算障碍或阴影损耗时采用刀刃（单刃或多刃）绕射损耗计算，其天线有效高度的计算充分考虑了光波的镜面反射点，理论基础严密，也为实践所验证。LEE模型的基本传输公式如下：

其中：

Lo：距基站1km处的中值传输损耗

he：为考虑地形因素的基站天线有效高度

v：路径衰减斜率，单位为dB/10倍距离

Fo ：移动台校正因子

6. 海面传播模型

当基站的无线信号辐射到海面时会产生多个反射波，但能够被移动台接收到的一般只有一个反射波，其它反射波由于反射角不同被反射到其它区域。因此海面无线传播具有二波特征，考虑到船体损耗、地球曲率的影响，并根据实测数据进行修正，新的海面传播模型如下：

其中，Lpath为海面传播路径损耗；

Ht为基站天线高度（单位：米）；

Hr为移动台天线高度（单位：米）；

l为波长（单位：米）；

d为距离（单位：公里）

L0为自由空间传播损耗；

Lboat为船体穿透损耗；

Learth为超过视线距离后的地球曲率引起的绕射损耗；

a为修正系数。

7．室内基本的模型(典型)如下：

Ltotal=20 lg f + N lg d + Lf(n)- 28 dB

N：距离损耗系数

f：频率（MHz）

d：Bs和Ms间的距离

Lf：楼层穿透损耗（dB）

n：Bs和Ms间的楼层数

8．室内电梯传播模型

PL(d)dBPL(d0)dB10nlog(10dd0)dBxdB

其中遮蔽衰耗x 是随机零中值的标准差 值；d是到终端到天线的距离； PL(d0 ) 是距离为参数d0 时的路径损耗;；n是代表某类特定建筑物的路径损耗。

而遮蔽衰耗的自相关作用，又可以幂指数函数表示：

2dB(kT)DX(vT/D)k (式3)

其中，

D 是由D遮蔽的相关两点距离；v 是终端移动速度； T是每次取样时间长

度，按不同移动系统设备可查出具体值。

9. 对室内型微蜂窝传播特性的描述 ，应使用Keenan-Motley模型。

Lindoor = LBS + k F(k) + p W(k) + D(d - d b)

其中LBS为自由空间传播损耗，LBS = 32.5 + 20 logf + 20 logd

Lindoor 室内传播损耗

f 频率MHz

d 传播距离km

k 直达波穿透的楼层数

f 楼层衰减因子(dB)

p 直达波穿透的墙壁数

W 墙壁衰减因子(dB)

D 线性衰减因子(dB/m)

d b 室内转折点(m) ，典型值为65m ，大于该值增加0.2dB/m。

室内信号传播路径相对简单，但是信号传播却受到环境的影响很大，而且室内环境的不确定因素太多，比如门窗、家具的位置及材质等。因此在实际工程中，通常采用实地进行测试的方法来得到比较准确的室内型微蜂窝的路径传播损耗。

10. 隧道的无线传播

无线电波在隧道中传播时具有隧道效应，信号传播是墙壁反射与直射的结果，直射为主要分量。华为公司基于ITU－R建议，根据试验数据对传播模型进行了修正，得出一简单实用的隧道传播模型，用来进行隧道覆盖设计。该传播模型为：

Lpath = 20 lg f + 30 lg d -8 dB

其中:

f : 频率 (MHz)

d :距离（米）

下图为上述模型的预测值和在深圳梧桐山公路隧道的实测值对比图：

图1：路径损耗对比图

从上图可以看出，实测和预测仅在隧道口损耗相差较大，这是因为实验中天线放在距隧道口约40米处，而模型计算时，是考虑将天线放在隧道口，因此在隧道口两种情况的路径损耗相差较大。但在过了100米以后，两者的差别就较小。实验证明上述传播模型适于隧道覆盖预测。