基于LTE系统的传播模型及模型校正算法研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 17次 | 上传用户:ymqlove
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现代通信技术随着科技的进步飞速发展,中国的无线网络已成功由3G迈入4G,进入LTE时代。传播模型是蜂窝无线网络规划的基础,传播模型的准确性直接影响到无线网络规划和优化的合理性,最终影响通信质量,所以对传播模型及模型校正算法的研究显得极其重要。传播模型是对无线电波传播过程中的路径损耗进行预测,不同的传播模型有不同的路径损耗公式,经典传播模型虽具有相当大的普遍适用性,但是对于具体环境需具体分析。本文对经典传播模型原理进行阐述并总结对比其传播特性,对Okumura-Hata模型、COST-231Hata模型、SPM模型进行了仿真分析,结果表明在密集城区的传播环境下SPM模型是最适合LTE系统的传播模型。随着城市的迅速发展,密集城区的地貌环境趋向多元化和复杂化,导致传播模型校正的准确性降低,难度增加。为了提高密集城区模型校准的准确性,得到与本地传播环境相匹配的传播模型,本文采用拟合校正法、一元校正法以及改进的传播模型校正法分别进行实测数据的传播模型校正。改进的传播模型校正方法基于WLS算法,消除了采样点信号的异方差性,提高了采样数据的有效性,另外考虑了地貌损耗的变化加入了计算获得的变化的clutter (i)值,使得传播模型能够反映当地传播环境的地貌变化,匹配度得到提升。根据改进的模型校正算法,本文在matlab/GUI平台上进行模型校正软件的开发,该软件能够实现CW数据的导入、模型校正公式系数的输出以及误差分析功能。通过校正后的传播模型路损公式,本文进行链路预算分析,根据收发端的参数信息得到上下行的链路预算表,为后期覆盖分析奠定基础。论文采用的实测数据是在上海某密集城区采集到的CW数据,数据包含了采样点的有效GIS信息以及电平信息等,数据处理过程是在matlab平台实现的,其中使用到的2维GIS软件也是在matlab/GUI平台上开发的。本文对LTE系统的实测CW数据分别进行模型校正,校正结果表明,在地貌环境复杂的密集城区进行大尺度传播模型校正时,改进算法使得预测数据的误差最低,校正后的传播模型准确性大幅提高,结果表明改进算法更能够有效反映当地的传播环境。
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