无线信道模拟设计 第12页4 大尺度传播模型
大多数大尺度衰落传输模型是经大量测试统计并结合理论分析而建立起来的经验模型。经验模型依赖于测试数据的曲线解析式拟合。至今为止，人们已经提出多种经典的预测大尺度覆盖的传播模型，其中一些传播模型已用于无线通信网络规划设计中的覆盖预测。在实际的覆盖预测中，一般都以路径损耗模型为预测模型，结合大量的测量数据，利用计算机进行辅助分析，从而确定出针对当地传播环境的各变量的取值及相关的修正系数，这是无线网络规划设计中无线传播模型校正过程所要完成的工作。
在移动通信系统的无线网络工程设计中，采用大尺度传播预测模型计算路径的传播损耗，确定无线蜂窝小区的覆盖区。也就是说，在建设实际的移动通信系统之前，要根据系统所处的传播环境和地形特征，运用相应条件下的传播模型，以便准确预测路径传输损耗。
对移动通信系统场强进行充分的预测是完全必要的。只有这样，才能做好无线网络的规划，才能使所建的移动通信网有的放矢。而在系统建成之后，还要根据实际情况进行场强实测，对系统进行调整，使其在最佳状态下运行。
下面，介绍在移动通信网络规划中常用的Okumura-Hata、COST-231 Walfisch-Ikegami模型，并以Okumula-Hata为例，介绍利用模型进行预测的计算方法。
4.1 Okumura-Hata模型
Okumura-Hata模型是Okumura在70年代依据日本东京地区城市实测资料进行统计分析得出的经验模型，并由Hata进一步整理为计算公式。至今，在已总结出的适用移动通信的电波传播模型中，它提供的数据比较齐全，而且分别以曲线和公式两种形式给出，得到了较广泛的认可和应用。
Okumura-Hata模型的特点是以准平滑大城市市区的中值传输损耗为基础，对其它传播环境及地形条件等因素分别用修正因子进行修正。因此，我们需要先了解地形、地物的定义和分类。
1.地形与地物
（1）地形
地形大体上可分为“准平滑地形”和“不规则地形”两大类。所谓“准平滑地形”指的是从传播路径的地形断面去观察，地形起伏量约在20米以下，且起伏变化缓慢的平坦地形。而“不规则地形”是指除准平滑地形以外的地形，它又可分为以下四种：
·丘陵地形：并非平坦的高地，而是有规则起伏的地形，山岳重叠的地形也包括在内。
·孤立山岳：传输路途中有单独的山岳，该山岳以外的地形是对接收点无影响的地形。
·倾斜地形：不论地形平坦与否，至少是在延伸5km以上范围内有起伏的地形。
·陆海混合地形：包括有海面和湖面的地形。
上述这些地形多数将在后面涉及到。必须指出，这种分类虽然能表示通常遇到的大部分地形，但是陆地移动通信的电波传播并不是“点对点”的场强分布。所以上述的分类应该取某一距离范围或区域进行判断。
（2）地物
地物指地面影响传播的障碍物，也称为地面用途参数（Clutter参数）。我们将会介绍不同的Clutter参数，电波传播损耗是不同的。按地物划分，种类是多种多样的，但可简单分为下面四种类型。移动通信网络规划时，就是按照这四种类型的地区分别进行链路预算的。
·密集城区
也称为城市核心地区，通常指城市中政治、经济、文化、商务、娱乐等活动中心区，该区域一般高楼林立，因此有较高的建筑物穿入损耗（20-25dB），同时它集中了各级政府机构、商务机构、国内外大公司、商场、娱乐场所，是城市中话务密度最高的区域。
·城区
城市市区指除热点以外的城区，包括城市的工业区、一般商业区、居民区等等。建筑物穿透损耗大致在15-20dB。高楼大厦或有稠密的两层以上建筑物的地区，建筑物密度通常在15％以上，大的街道以及建筑物和茂盛的高大树木混杂稠密的地区等。该区域一般属于中话务密度区。
·郊区
郊区指移动台附近有不太稠密的障碍物（建筑物）的地区。例如树木、房屋稀少的乡镇和郊区公路等，建筑物穿透损耗一般不会大于10dB。属中低话务密度区域。
·农村地区
农村地区通常比较开阔，一般在电波传播方向上无高大树木、建筑物等障碍物，呈开
阔状态的地面，影响电波传播的主要因素为地形参数。此区域一般为低话务密度区域。
通过以上讨论，我们自然会想到天线高度的问题，因为天线总是架设在某地形或地物上，天线的高度并无多大实际意义，所以有必要定义一个“天线有效高度”。
基站天线的有效高度定义为天线的海拔高度减去15km以内平均的海拔高度。在数字蜂窝移动通信系统中，由于小区的半径都很小，所以基站天线的有效高度可以用在当地地面以上的高度来代替。
移动台天线的有效高度定义为天线在当地地面以上的高度。在工程设计中，手机的天线高度通常取1.5米。
2．适用范围
Okumura-Hata模型适用于宏蜂窝的预测，具体的适用范围是：
频率f：150～1500MHz
通信距离d：1～20km
基站天线有效高度hb：30～200m
移动台天线有效高度hm：1～10m
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