CW測試及模型校正

1、模型校正模型指為模擬無線電波在真實環(huán)境中傳播而建立的數(shù)學(xué)模型。該數(shù)學(xué)模型考慮了主要的地理因素對電波傳播的影響，較為真實地反映電波的實際傳播情況。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化軟件場強預(yù)測的準(zhǔn)確與否主要取決于數(shù)字地圖精度和規(guī)劃優(yōu)化軟件中所使用的傳播模型的準(zhǔn)確度。雖然規(guī)劃和優(yōu)化軟件提供商提供了各種模型并且提供了所用參數(shù)的缺省值，但是由于移動通信傳播環(huán)境的復(fù)雜性，任何模型都不可能是一成不變的。一個模型在某一個環(huán)境中表現(xiàn)很好，換一個環(huán)境就有可能不再適用。任意兩個傳播環(huán)境都不會完全相同，對于一些比較特殊的環(huán)境，必須通過測試對傳播模型進行修改，以提高預(yù)測精度。而場強預(yù)測是規(guī)劃和優(yōu)化軟件進行其它工作的基礎(chǔ)，所以準(zhǔn)確的場強預(yù)

2、測、準(zhǔn)確的模型顯得尤為重要。針對不同的地理環(huán)境有不同的模型的情況及為了提高規(guī)劃優(yōu)化軟件預(yù)測的準(zhǔn)確性，對規(guī)劃和優(yōu)化軟件廠家提供的傳播模型中所用的參數(shù)在不同的地理環(huán)境下就要進行相應(yīng)的調(diào)整。模型的校正一般分為兩部分：CW測試根據(jù)測試所得的數(shù)據(jù)以及電子地圖進行模型參數(shù)的校正。CW測試CW測試原理CW測試即連續(xù)波測試，是進行模型校正的必經(jīng)步驟。通過CW測試和數(shù)字地圖可以獲得進行模型校正的數(shù)據(jù)。測試數(shù)據(jù)的經(jīng)緯度信息和接收電平可以形成模型校正的數(shù)據(jù)源。m(x)=二卜Lr(y)dy2Lx-L其中，x為距離；r(y)為接收信號場強；m(x)為本地均值，也就是長期衰落和空間傳播損耗的合成；2L為平均采樣區(qū)間長度，

3、也叫本征長度。因為地形地物在一段時間內(nèi)基本固定，所以對于某一確定的基站，在某一確定地點的本地均值是確定的。該本地均值就是CW測試期望測得的數(shù)據(jù)，它也是與傳播模型預(yù)測值最逼近的值。CW測試就是盡可能獲取在某一地區(qū)各點地理位置的本地均值，即r(y)與m(x)之差盡可能小，因此要獲取本地均值必須去除瑞利衰落的影響。對于一組測量信號數(shù)據(jù)r(y)平均時，若本征長度2L太短，則仍有瑞利衰落影響存在；若2L太長，則會把正態(tài)衰落也平均掉。因此在CW測試中2L的長度的確定將影響到所測數(shù)據(jù)與實際本地均值的逼近程度、以及根據(jù)該CW測試數(shù)據(jù)校正的傳播模型預(yù)測的準(zhǔn)確程度。經(jīng)理論分析、計算可得到在本征長度2L取40入范圍

4、內(nèi)，采用數(shù)據(jù)點數(shù)236時，測試信號場強標(biāo)準(zhǔn)偏差差小于1dB的可信度為90%。按照上面的結(jié)論，在對GSM所在的900M頻段進行校正時，2L長度為13.33m。所以各種速度下采樣速率至少為：表錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。-1CW測試車速同采樣間隔的關(guān)系車速5.00km/h10.00km/h20.00km/h30.00km/h40.00km/h50.00km/h最低采樣間隔267ms134ms67ms44ms33ms27msCW測試站址選擇在測試之前首先需要確定測試站址。站址選擇的原則有兩個：1.要能代表該地物類型；2.作為測試站址，它的第一菲涅爾區(qū)必須無障礙物。菲涅爾區(qū)表示從發(fā)射機到接收機次級

5、波路徑長度比總的視距路徑長度大n九/2的連續(xù)區(qū)域。菲涅爾區(qū)是一個以發(fā)射機和接收機為焦點的橢球體。當(dāng)n=1時，即為第一菲涅爾區(qū)。通常先察看數(shù)字地圖的各種地貌信息，初步定下測試站點，然后實地察看，確定CW測試站點。除了上述兩個標(biāo)準(zhǔn)外，要特別注意測試站點的周圍是否有太多新建的建筑物。若測試站點周圍的新建筑物太多，則這樣的站點是不適宜用來做測試基站的。CW測試設(shè)備CW測試首先需要有一個模擬基站來發(fā)射RF信號，可以FM調(diào)制，也可以不調(diào)制，然后用CW測試設(shè)備進行驅(qū)車測試。模擬基站系統(tǒng)包括發(fā)射天線、饋線、高功放、高頻信號源。測試系統(tǒng)包括測試接收機、GPS接收機、測試軟件以及便攜式計算機等。測試接收機的采樣速

6、度要盡可能高。模擬基站設(shè)備安裝在選定的測試站址后，應(yīng)先用功率計測量功放口的發(fā)射功率，計算出測試基站的有效輻射功率(EiRP)。計算公式如下：EiRP=10logP-Tx_Feeder_Loss+Tx_Antenna_Gain+Rx_Antenna_Gain-Rx_Feeder_LossTX其中，Ptx發(fā)射功率；Tx_Feeder_Loss為模擬基站饋線及接頭損耗；Tx_Antenna_Gain為測試基站發(fā)射天線增益(dBi)；Rx_Antenna_Gain為測試接收機天線增益(dBi)；Rx_Feeder_Loss為測試接收機的饋線損耗。模擬基站設(shè)備安裝調(diào)試正常后，記錄下該基站的EiRP。用G

7、PS測量站址的經(jīng)緯度；用三角測量法測量建筑物的高度或者直接使用皮卷尺(50m或100m)進行測量。天線高度為建筑物高度加上天線桅桿高度以及天線本身長度的一半。用便攜式測試設(shè)備掃頻，以確認(rèn)模擬基站設(shè)備工作正常，并且周圍無干擾信號。CW測試數(shù)據(jù)為了校正模型，就必須把CW測試的數(shù)據(jù)和原模型預(yù)測數(shù)據(jù)加以比較。因此，CW測試數(shù)據(jù)對模型校正過程而言是至關(guān)重要的。模型的有效性與CW測試數(shù)據(jù)的有效性是一致的。如上所述，基站的選取要具有典型性，盡量覆蓋多種地形地貌，還要考慮到天線的高度等。選用精度高的GPS精確定位，使測試數(shù)據(jù)和地點緊密吻合。同時，要注意得到的數(shù)據(jù)要具有統(tǒng)計意義，有效數(shù)據(jù)越多，模型的校正就越準(zhǔn)確

8、。數(shù)據(jù)最終以距離的對數(shù)噸9)的形式表示。最后，每種地形地貌的數(shù)據(jù)不能少于300點，以保證有足夠的數(shù)據(jù)。數(shù)量少于300點的數(shù)據(jù)視為不具有統(tǒng)計意義，應(yīng)予以刪除，相對應(yīng)的該種地貌類型不能進行校正。模型的校正目前模型參數(shù)校正的工作通過使用AircomEnterprise來進行。Aircom中采用的模型介紹Aircom規(guī)劃軟件使用的模型為通用模型，該模型是在Okummura-Hata模型基礎(chǔ)上引入繞射及地貌修正引子而形成的。其表達式如下：RxLev=EiRP-PathLossPathLoss(dB)=k+klog(d)+kH+klog(H)+klog(H)+klog123meff4meff5eff6(H

9、)g(d)+k(DiffractionLoss)+K(ClutterLoss)eff7其中，RxLev為接收信號功率電平(dBm)；EiRP為基站有效輻射功率(dBm)；PathLoss為傳播路徑損耗(dB)；k為衰減常數(shù)；k為距離衰減系數(shù)；k、k為移動臺天線1234高度修正系數(shù)；k、k為基站天線高度修正系數(shù)；k為繞射修正系數(shù)；K(ClutterLoss)567為地物衰減修正值；為基站與移動臺之間的距離(km)；H移動臺天線有效高度(m)；meffH為基站天線有效咼度(m)。eff上述模型k參數(shù)具體的傳播環(huán)境決定，K(ClutterLoss)由具體地物決定的修正系數(shù)。這些參數(shù)是通過CW測試數(shù)據(jù)

10、逐步擬合出來的。獲得CW數(shù)據(jù)后，可以通過K參數(shù)試驗法和最小方差法兩種途徑得到。在標(biāo)準(zhǔn)模型的眾多K參數(shù)中，每個K參數(shù)對模型的影響程度是不一樣的，從對模型的分析可知，kK(clutter)是常量，與傳播距離、天線高度等因素?zé)o關(guān)；k、為移動臺的高度修正因子，由于移動臺的高度變化不大(可定為1.5米左右)，因此，k、k34最終可以歸結(jié)為最后階段的微量調(diào)整，k、k、k、k的調(diào)整要視具體的測試數(shù)據(jù)和2567測試路徑而定。通過實測場強值與模型預(yù)測場強值的比較可以校正.氣及K(clutter)參數(shù)，得到誤差比原始模型更適合校正城市的預(yù)測模型。校正后模型的準(zhǔn)確程度與原始模型的比較可以通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件輸出的統(tǒng)計表

11、格、誤差分布圖及校正后的參數(shù)得到完全的反應(yīng)。詳細(xì)內(nèi)容見模型校正基本流程與預(yù)期輸出結(jié)果兩部分。通常校正的參數(shù)主要有k、k、k及K(clutter)參數(shù)，繞射因子k需要知道各種地1267貌類型的高度才可以校正。k、k、k為與移動臺和基站天線高度有關(guān)的修正因子，345在天線高度沒有變化的情況下可以直接采用理論值，不必校正。校正的流程Aircom中，傳播模型的校正流程如下:圖錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。-1Aircom模型校正流程Aircom中標(biāo)準(zhǔn)宏蜂窩模型粗校正:載入一個或多個CW測量文件，過濾不必要的數(shù)據(jù)，得到一個無偏差數(shù)據(jù)集。例如，過濾信號強度低于噪聲強度或?qū)γ恳环N地物的類型而言，數(shù)據(jù)量太少

12、的數(shù)據(jù)。初始預(yù)估斜率值(K2)。調(diào)整參數(shù)K1的值，讓平均誤差接近到零。當(dāng)分析報告顯示正的平均誤差，代表預(yù)估模型與CW數(shù)據(jù)有差距，必須調(diào)低K1的值，當(dāng)平均誤差為負(fù)時，須調(diào)高K1的值。4衍射作用(K7)只發(fā)生在基站到手機非直視上，因此處理K7參數(shù)，需過濾直視的數(shù)據(jù)，保留非直視的數(shù)據(jù)。通常平均誤差大于零，調(diào)低K7的值，否則必須調(diào)高K7的值。調(diào)回原來的設(shè)置（包含直視的數(shù)據(jù)）變動K7之后，平均誤差升高或降低，需重新調(diào)整K1值。調(diào)整K6的值，利用圖表和CW信號誤差圖，鑒別連續(xù)的參數(shù)變換的趨勢。需重新調(diào)整K1值。調(diào)整每一個地物的偏差，使得平均誤差接近到零。調(diào)整K3,K4和K5的參數(shù)，使得平均誤差降到最低。標(biāo)準(zhǔn)宏蜂窩的細(xì)調(diào)整：1.有效高度演算法-選擇不同有效高度演算法則，重新計算K5與K6參數(shù)。2衍射-選擇不同衍射演算法重新調(diào)整衍射參數(shù)K7。同樣結(jié)合邊緣的研究。高度剖面視窗與CW信號和信號誤差圖可以幫助分析。雙斜率模型-在天線固定的距離內(nèi)，定義另一個截距K1與斜率K2值。高斜率是用于靠近天線，平緩的斜率是用于距離天線較遠(yuǎn)的地方。地物高度，分離度和手機高度-加入不同地物高度和選擇地物分離度（地物分離度必須大于零）如此有助于模擬城市環(huán)