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国际期刊的创新在计算机和通信工程的研究

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比较分析无线电通信的传播路径损耗模型

Kiran j . Parmar1Vishal d . Nimavat博士2
  1. 主机,Research Scholar, Department of Electronics and Communication Engineering, V.V.P. Engineering College, Rajkot, Gujarat, India
  2. 电子与通信工程系副教授,V.V.P.工程学院,Rajkot,印度古吉拉特邦
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国际期刊的创新在计算机和通信工程的研究

文摘

无线电传播模型专注于实现补充任务的路径损耗预测无线电发射机覆盖范围。无线电传播模型在本质上是经验和开发基于大量的数据为特定的场景。本文的目的是研究不同的传播路径损耗模型在不同频带无线电通信。像隋模型、哈塔模型,时候喜欢模型,成本- 231模型,ECC-33模型和w i模型。

关键字
经验、确定性和随机路径损耗自由空间传播模型和路径损耗模型。

我的介绍。
无线传播模型的经验数学公式描述无线电波传播的发射机和接收机天线之间的距离的函数,函数的频率和其他条件的函数。传播模型通常用来预测广播传播的行为在不同的环境和不同的条件。无线电传播模型在本质上是实证和模型开发基于大量的数据收集特定场景。对于任何传播模型的数据必须足够大以提供足够的余地的情况下在特定场景和地形。传播模型是非常有用的在网络规划和执行干扰研究部署资金。这个模型大致可分为三种类型即实证、确定性和随机[10]。

经验:
实证模型是基于观察和测量。这些模型主要用来预测路径损耗。它可以进一步分为两个子部分即非时间色散和色散。斯坦福大学临时模型是一个完美的时间色散模型的例子。模型像哈塔模型、成本- 231哈塔模型,ITU - R模型是本文的色散模型的最好的例子。

确定性:-
法律确定性模型部署管理电磁波传播的接收信号功率的确定在一个特定的位置。这些模型通常需要一个完整的3 d地图的传播环境。确定性模型的射线追踪模型是最好的例子[14]。

随机:-
使用这些模型的随机变量。随机模型是最准确的但这个模型需要最少的信息环境和使用更少的处理能力来生成预测。这些大多是用于预测1.8 ghz以上。

二世。相关工作
在[1]使用COST231哈塔,COST231 w i, ECC-33,爱立信9999年,隋传播模型来计算路径损耗在不同地形障碍和仿真结果表明,由于一些环境条件在城市地区,这路径损耗模型模拟高于郊区和农村地区。发现没有一个模型适合所有的地形条件。隋模型显示最小路径损耗在城市和郊区农村但不与其他模型相比。COST231 w i模型显示最小路径损耗农村与城市和郊区相比,该模型在城市和郊区的表现也更好。在[2]使用UFPA(修改隋),隋和扩展COST231-Hata模型来预测路径损耗和找到合适的模型在5.8 GHz乐队。显示修改隋不是最好的;它提出一个错误略大于隋。扩展COST231-Hata一般不符合。在[3]讨论和比较后路径损耗模型——自由空间路径损耗模型(FSPL模型),Hata-Okumura扩展的模型(也称为ECC-33模型),花费231 Walfish-Ikegami模型和斯坦福大学临时模型。发现没有一个模型是适合所有环境在3.5 ghz频段。 FSPL model show minimum path loss for all type of environment. ECC-33 and COST 231 W-I model are most usable in densely populated areas, but in rural area they are not so accurate. In [4] measured received signal power values are compared to predicted values of the COST 231 model. Result showed that for LOS, the COST 231 was able to closely predict measured value.

三世。自由空间路径损耗模型
路径损耗发生在自由空间可以被定义为发射机功率比接收机在自由空气,用分贝表示。自由空间路径损耗是不同频率和发生,PL = 10 n图像
参数在哪里,
n =路径损耗指数。
自由空间模型的路径损耗指数的价值总是2 [8]。
图像
F (MHz) =操作的频率。
D [m] =发射机和接收机之间的距离。

1)斯坦福大学临时(隋)模型
工作小组提出的IEEE 108.16 11 ghz频率低于这个标准。拟议的标准频率低于11 ghz包含信道模型由斯坦福大学即隋模型。隋模型已衍生为一个扩展哈塔模型1900 MHz频段和上面。隋模型子分为三种不同类型,即A, B和C在这种与路径损耗和它是非常有用的与中度到重度密度丘陵地形。B型模型是非常有用的平坦地形与中度到重度树密度和丘陵地形。C型与最小路径损耗和适用于平坦的地形与光树密度。
基本路径损耗的表达式隋模型以及修正因素是[4]
图像
参数在哪里,
D [m] =发射机和接收机的分离
d0 [m] = 100
波长λ[m] =
Xf (MHz) = > 2 ghz频率的修正因素
Xh [m] =校正因子为接收天线高度
年代(dB) =校正因子,阴影效应(价值8.2 dB之间10.6 dB)
γ=路径损耗指数

2)哈塔模型
哈塔模型仅仅是经验公式的时候产生的图形数据路径损耗模型,有效的从150兆赫到1500兆赫频率范围。它的平均路径损耗预测距离d从发射机到接收机天线20公里和发射机天线高度是30米,200米和接收机天线高度是1米到10米。这个模型提出了城市地区的传播损耗作为标准公式和提供为郊区和农村地区提供校正方程。
哈塔模型的平均路径损耗(dB)是由[15]。
图像
参数在哪里,
f c (MHz) =频率
ht [m] =基站天线的高度
人力资源[m] =移动电台天线的高度
我(公里)= Tx−Rx分离
(人力资源)=天线高度校正因子的接收机天线覆盖范围的函数。

3)时候喜欢模型
时候喜欢模型是经典经验模型测量无线电信号强度在建立地区。这个模型是完美的在这些城市密集和高结构。该模型框架的基础上积累的数据从日本东京城市[10]。这个模型适用于小于3 ghz频率范围。通过使用这个模型,我们计算路径损耗在城市,sub-urban和农村地区。
平均路径损耗模型可以表示为[13]
图像
参数在哪里,
图像

第四,花费231哈塔模型
花费231哈塔模型用于预测移动无线系统的路径损耗。花费231哈塔模型开始哈塔模型的一个扩展。用于预测在不同环境中路径损耗喜欢城市,城市和农村。它是专为500兆赫到2000兆赫频率范围。dB的基本路径损耗方程[6][16]。
图像
图像

4)要么——时候扩展的模型或ECC-33模型
哈塔——时候模型是最可用的经验传播模型,基于时候模型。超高频波段建立模型。ITU-R最近建议,例如P.529,该模型使用3.5 ghz但数据大于3 ghz尚未提供。路径损耗ECC-33模型的定义是[6]
图像
图像

5)WALFISCH - IKEGAMI传播模型
这个模型的组合模型从j . Walfisch和f . Ikegami。这个实证模型是由成本- 231项目。它也被称为经验成本- Walfisch Ikegami [10]。
这个模型的准确性是相当高的,因为在市区特别是屋顶上的传播是最主要的部分。这个实证模型只考虑建筑物在垂直发射天线和接收天线之间的地方。
这个模型只适用之间的频率范围800 - 2000 mhz,发射机天线高度“hTX”是4到50米,和高度的接收机天线“hRX”1 - 3 m和距离发射机和接收机天线之间的“d”。这个模型是区分两种情况,“视线”和“视线瞄准线”的情况。

洛杉矶的情况:
在这种情况下,路径损耗预测是非常容易的。路径损耗预测方程。
图像
N-LOS情况:PLLOS = {SL +服务+ Lmsd f或城市& sub-urban LFS如果服务+ Lmsd > 0}
参数在哪里,
LFSL =自由空间损耗
服务=屋顶衍射
Lmsd =多屏幕衍射损耗

诉比较
从以上的研究中,所有户外传播模型可以比较的低音提琴频带和地形。

六。结论
这项研究给了无线传播模型的简要介绍。描述无线传播模型的主要参数h, f, Tx,Rx介绍了。每个模型都有自己的特点,在不同的环境中使用。发现没有一个模型适用于所有环境。自由空间路径损耗模型是基本的路径损耗模型寻找免费空间。隋模型显示相当大的路径损耗预测错误。看似完美的模型预测平均路径损耗在20公里距离TxRx。成本- 231哈塔模型通常谓词的路径损耗更大的天线高度。ECC-33模型高度推荐的城市环境。WI模型精度高,一般在城市环境中使用。

表乍一看
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表1

引用
















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