一种基于可变临界距离的LTE传播模型校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可变临界距离的LTE传播模型校正方法，包括：步骤1，进行连续波CW测试，获取测试数据；步骤2，对测试数据进行预处理；步骤3，构建拟合方差函数并求解临界距离；步骤4，以求得的临界距离作为近场、远场分界，构成用于网络规划的双斜率传播模型参数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可变临界距离的LTE传播模型校正方法
本专利技术属于移动通信
，还涉及一种基于可变临界距离的LTE传播模型校正方法。
技术介绍
移动通信网络规划中的传播模型是预测基站无线电波传播路径损耗的模型。传播模型是移动通信小区规划的基础，其准确与否关系到小区规划是否合理。基站无线传播环境对传播模型的建立起关键作用。目前，移动通信小区规划使用的传播模型主要有Okumura-Hata模型、Cost231-Hata模型、SPM模型等。1、Okumura-Hata模型及其修正Hata模型是根据Okumura曲线图所做的经验公式，频率范围是150～1500MHz，基站有效天线高度为30～300m，移动台天线高度为1～10m。Hata模型以市区传播损耗为标准，其他地区的传播损耗在此基础上进行修正。在发射机和接收机之间的距离超过1km情况下，Hata模型的预测结果与原始Okumura模型非常接近。Okumuru-Hata模型以城市市区的传播损耗为标准，其他地区采用修正因子进行修正。Okumura-Hata模型的市区传播路径损耗公式如下：L＝69.55+26.16*log10f-13.82*log10hb-a(hm)+(44.9-6.55*log10hb)*(log10d)(1)其中，L代表路径损耗值，a(hm)为移动台天线高度校正(dB)；hb和hm分别为基站天线有效高度、移动台天线有效高度(m)；d表示距离(km)；f表示中心频率(MHz)；移动台天线高度的校正公式由下式计算。对于中小城市：a(hm)＝(1.1*log10(f)`0.7)*hm-(1.56*log10(f)-0.8)(2)对于大城市：a(hm)＝8.29*(log10(1.54*hm))2-1.1f≤200MHz(3)a(hm)＝3.2*(log10(11.75*hm))2-4.97f≥400MHz(4)在郊区，Okumura-Hata经验公式中的路径损耗L修正为Lm：Lm＝L(市区)-2*log10(f/28)2-5.4(5)在农村，路径损耗L修正为：Lm＝L(市区)-4.78*(log10f)2-18.33*log10f-40.98(6)2、Cost231-Hata模型及其修正Cost231-Hata是Hata模型的扩展版本，它以Okumura的测试数据为依据，通过对较高频段的Okumura传播曲线进行分析，得到了Cost231-Hata模型。Cost231-Hata模型的传播损耗值Lb如下式所示：Lb＝46.3+33.9*log10f-13.82*log10hb-a(hm)+(44.9-6.55*log10hb)*(log10d)+Cm(7)与Okumuru-Hata模型相比，Cost231-Hata模型主要增加了一个校正因子Cm，对于树木密度适中的中等城市和郊区的中心，Cm为0dB，对于大城市中心，Cm为3dB。Cost231-Hata模型的移动台天线高度修正因子根据下式进行调整。Cost231-Hata模型的其他修正因子与Okumuru-Hata模型一致。3、SPM模型及其修正在计算机辅助场强预测中，一般以修正的Okumura-Hata模型为基础，再利用针对当地的实际无线环境进行连续波(ContinuousWave，CW)测试所得的测试数据进行修正，最常用的是标准传播模型(SPM，StandardPropagationModel)。SPM模型采用了可调系数的表达式，增强了模型的灵活性和精确性，模型适用于150MHz到2GHz的频率范围，模型表达如下。PLoss＝K1+K2log(d)+K3(Hms)+K4log(Hms)+K5log(Heff)+K6log(Heff)log(d)+K7Diffn+KClutter(9)其中：PLoss为路径损耗；d是基站到移动台之间的距离；Hms是移动台相对地面的高度；Heff是基站天线的有效高度；Diffn是使用等效刃形衍射方法计算的衍射损耗；K1&K2是截距和斜率，这些因数对应于一个固定偏移量和基站与移动台之间距离对数值的系数；K3&K4是移动台天线的高度系数因子，系数用来修正移动台有效天线高度的影响；K5是基站有效天线高度系数因子，用来修正基站天线有效高度的影响；K6是log(Heff)log(d)的系数因子；K7是衍射系数；KClutter是地物类型附加损耗。利用用户可定义的系数，传播模型可以进行定制。以上8个参数中，K2值的取定对模型影响最为重要，他反映了信号传播随距离增大而衰减的程度，称之为斜率。在SPM传播模型应用中，K3～K7，KClutter参数一般采用默认值，仅校正K1与K2这两个参数。现有技术的缺点及技术问题：LTE(LongTermEvolution，长期演进)网络部署在800M至2600MHz的不同频段上。尤其是部署在2000MHz以上的高频段时，小区覆盖距离较小，信号传播受基站周围环境影响更大。传统的应用于宏小区规划的单斜率SPM模型在应用于高频段的LTE网络规划时，误差较大。移动通信基站小区无线信号覆盖离基站较近时，信号随距离的衰减规律与离基站较远区域的衰减规律不一致，可将之分为“近场”和“远场”。在3G及以前网络的规划中，由于规划小区的边缘一般都是在远场中，且离近场与远场的分界(临界距离点)较远，一般可以忽略近场的影响，选用适合远场的单斜率SPM模型即可。但是在LTE规划中，规划小区半径与临界距离可比拟，甚至基站覆盖区大部分都是在无线覆盖的近场区，必须考虑近场区的影响并对近场区进行良好的预测拟合。在一些规划软件中，支持双斜率SPM模型。双斜率SPM模型支持两个K1、K2系数和用户定义的临界距离变换点。即近场区采用一套K1～K7参数，远场区采取另一套K1～K7参数，从模型拟合的效果看，信号衰减预测体现为两条不同斜率的曲线。但是临界距离值并未给出，由规划人员根据经验设定的分界点往往难以真实反映实际无线信号分布特点。因此需要实现在合理复杂度的前提下，提出具有更好拟合无线信号空间分布特征的传播模型参数校正方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种基于可变临界距离的LTE传播模型校正方法。该方法对连续波测试数据进行优化处理，提取包括临界距离在内的双斜率SPM模型的设置参数，提升模型预测的准确性。本专利技术包括如下步骤：步骤1，进行连续波CW测试，获取测试数据；步骤2，对测试数据进行预处理；步骤3，构建拟合方差函数并求解临界距离；步骤4，以求得的临界距离作为近场、远场分界，构成用于网络规划的双斜率传播模型参数。步骤1包括：进行连续波测试，得到本地均值作为测试数据。连续波测试是现有技术。连续波测试时，射频信号源将特定频点上的连续波信号按照某一功率通过天馈部分发射出去，通过满足一定要求的路测方式，在接收端通过接收平台采集路测数据。根据无线电波的传播理论，信号在几十个波长的距离上经历慢的随机变化，其统计规律服从对数正态分布。当在40个波长的空间距离上取平均，就可以得到其均值包络，这个量通常称作本地均值，其和特定地点上的平均值相对应。连续波测试就是要取得特定长度上的本地均值，从而利用这些本地均值来对该区域的传播模型进行校正。步骤2包括：步骤2-1，过滤掉因测试路线选择明显不当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可变临界距离的LTE传播模型校正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，进行连续波CW测试，获取测试数据，每条测试数据包括记录点的位置经纬度信息及接收信号电平值；步骤2，对测试数据进行预处理；步骤3，构建拟合方差函数并求解临界距离；步骤4，以求得的临界距离作为近场、远场分界，构成用于网络规划的双斜率传播模型参数，完成模型校正。

【技术特征摘要】
1.一种基于可变临界距离的LTE传播模型校正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，进行连续波CW测试，获取测试数据，每条测试数据包括记录点的位置经纬度信息及接收信号电平值；步骤2，对测试数据进行预处理；步骤3，构建拟合方差函数并求解临界距离；步骤4，以求得的临界距离作为近场、远场分界，构成用于网络规划的双斜率传播模型参数，完成模型校正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：进行连续波CW测试，得到本地均值作为测试数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2包括：步骤2-1，过滤掉因测试路线选择明显不当所对应的测试数据记录，通过将原始测试数据展现在数字地图上对明显不当的测试点记录进行删除；步骤2-2，对过滤后的测试数据做地理化的平均处理，以40倍测试信号波长为1个区间长度，对每个区间长度上的接收信号电平值进行平均得到其均值，作为一个有效测试数据点；步骤2-3，按步骤2-2最终得到n个有效测试数据点，将第i个有效测试数据点记为(PLoss-i，di)，其中i取值范围为1～n，PLoss-i表示第i个有效测试数据点的路径损耗，di表示第i个有效测试数据点与基站的距离。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3包括：步骤3-1，确定近场、远场分界点离基站的距离，即临界距离d的取值范围[dmin，dmax]，dmin表示临界距离d的最小值，dmax表示临界距离d的最大值；步骤3-2，对于每个临界距离d∈[dmin，dmax]，筛选出与基站距离小于d的测试数据点对有m个，与基站距离大于等于d的测试数据点对有n-m个；步骤3-3，标准传播模型SPM如下：PLoss＝K1+K2log(d)+K3(Hms)+K4log(Hms)+K5log(Heff)+K6log(Heff)log(d)+K7Diffn+KClutter(1)其中，PLoss为路径损耗；d是基站到移动台之间的距离；Hms是移动台相对地面的高度；Heff是基站天线的有效高度，K1表示截距，K2表示斜率，K3和K4分别是移动台天线高度乘数因子和移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，李新，
申请(专利权)人：江苏省邮电规划设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32