一種擴(kuò)展的COST-231-Walfisch-Ikegami傳播模型預(yù)測室外三維空間場強(qiáng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種擴(kuò)展的COST-231-Walfisch-Ikegami傳播模型預(yù)測室外三維空 間場強(qiáng)的方法，屬于移動通信的電磁波傳播預(yù)測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線傳播模型是一組用于預(yù)測給定環(huán)境中無線電傳播特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式、圖表或 算法。一般說來，傳播模型可以是經(jīng)驗?zāi)Ｐ停ㄓ址Q統(tǒng)計模型），也可以是理論模型（也稱 確定模型），或是二者的組合。經(jīng)驗?zāi)Ｐ碗[含地考慮了所有環(huán)境因素的影響，不管它們彼 此之間是互相獨(dú)立的或是互相影響的，經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷木_程度不僅取決于測量的精確程度， 而且還和所分析的環(huán)境與模型適應(yīng)環(huán)境二者間的相似程度有關(guān)，這類模型的計算效率比較 高，常用于室外大場景的無線信號預(yù)測。常用的室外經(jīng)驗預(yù)測模型包括應(yīng)用室外宏蜂窩的 Okumura-Hata模型[1]，應(yīng)用與室外微蜂窩的COST-231-Walfisch-Ikegami模型[2]。理論 模型基于電波傳播的物理原理，根據(jù)特定的環(huán)境模型，計算電波在特定環(huán)境中的傳播過程， 計算準(zhǔn)確度較高，但是計算效率比較低，常用于室內(nèi)場景的無線信號預(yù)測。常用的室內(nèi)傳播 模型包括射線跟蹤傳播模型[3]，有限時域差分傳播模型[4]。
[0003] 參考文獻(xiàn)
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[0008]C0ST-231-Walfisch-Ikegami模型是一種室外經(jīng)驗型的傳播模型，它基于詳細(xì)的 街道及建筑物數(shù)據(jù)信息，根據(jù)發(fā)射天線和接收天線之間的垂直截面，從中獲取平均樓頂高 度、平均街道寬度及平均樓宇間距，根據(jù)發(fā)射天線與接收天線之間是否為視線（L0S)傳播， 計算出視線傳播損耗或者非視線（NL0S)傳播損耗（包括自由空間損耗、屋頂繞射損耗、多 重屏障繞射損耗），因為在城區(qū)環(huán)境中屋頂繞射是信號傳播的主要成分，因此該模型在經(jīng)驗 模型中預(yù)測結(jié)果較為準(zhǔn)確，由于傳統(tǒng)的室外信號預(yù)測只關(guān)心室外離地高度1米的區(qū)域的信 號覆蓋情況，該模型僅適用于離地高度為1米的室外環(huán)境預(yù)測。然而，隨著無線通信技術(shù)的 發(fā)展，室內(nèi)外聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化已經(jīng)成為移動運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)的重點(diǎn)，室內(nèi)外聯(lián)合 仿真是室內(nèi)外聯(lián)合規(guī)劃的前提，室外基站信號對室內(nèi)高層建筑的影響是室內(nèi)外聯(lián)合仿真需 要考慮的一個問題，預(yù)測室外信號對室內(nèi)高層建筑信號的影響，首先需要預(yù)測室外基站在 室內(nèi)高層建筑周圍產(chǎn)生的信號場強(qiáng)。
[0009] 總而言之，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個技術(shù)問題是：如何快速準(zhǔn)確 的預(yù)測室外基站天線在三維空間產(chǎn)生的信號場強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種擴(kuò)展的COST-231-Walfisch-Ikegami傳播 模型預(yù)測室外三維空間信號場強(qiáng)的方法。
[0011] 本發(fā)明概述：
[0012] 一種擴(kuò)展的COST-231-Walfisch-Ikegami傳播模型預(yù)測室外三維空間信號場 強(qiáng)的方法，步驟如下：建立發(fā)射基站到預(yù)測區(qū)域空間的三維場景模型；在預(yù)測區(qū)域按照 一定的分辨率進(jìn)行現(xiàn)場測量并記錄所述區(qū)域離地1米高度的無線信號強(qiáng)度信息；獲取發(fā) 射基站到離地1米高度的某一接收點(diǎn)之間的垂直截面，并從中獲取平均樓頂高度、平均 街道寬度及平均樓宇間距；根據(jù)COST-231-Walfisch-Ikegami傳播模型計算公式，預(yù)測 出所述測量點(diǎn)的接收信號強(qiáng)度；根據(jù)測量數(shù)據(jù)和預(yù)測結(jié)果的差值△，校正所述測量點(diǎn)的 COST-231-Walfisch-Ikegami傳播模型；獲取發(fā)射基站到所述測量點(diǎn)其它高度的接收點(diǎn)的 垂直截面，并從中過濾出菲涅爾圈以外的建筑，重新獲取平均樓頂高度、平均街道寬度及平 均樓宇間距，根據(jù)校正后的COST-231-Walfisch-Ikegarni傳播模型計算所述測量點(diǎn)其它高 度的接收信號強(qiáng)度。
[0013] 發(fā)明詳述：
[0014] 一種擴(kuò)展的COST-231-Walfisch-Ikegami傳播模型預(yù)測室外三維空間信號場強(qiáng) 的方法，包括步驟如下：
[0015] (1)建立發(fā)射基站到預(yù)測區(qū)域空間的三維場景模型：
[0016] 利用現(xiàn)有建模技術(shù)，通過導(dǎo)入GIS格式地圖的方法，建立發(fā)射基站到預(yù)測區(qū)域空 間的三維場景模型，所述三維場景模型包括發(fā)射基站與預(yù)測區(qū)域范圍內(nèi)的所有建筑物的三 維建筑模型及街道信息；
[0017] 其中所述發(fā)射基站與預(yù)測區(qū)域范圍內(nèi)的建筑的確定方法為：在發(fā)射基站與預(yù)測區(qū) 域接收點(diǎn)間的第一菲涅爾圈以內(nèi)的所有建筑；所述第一菲涅爾圈的半徑r的計算方法為
【主權(quán)項】
1. 一種擴(kuò)展的COST-231-Walfisch-Ikegami傳播模型預(yù)測室外三維空間信號場強(qiáng)的 方法，其特征在于，該方法包括步驟如下： (1) 建立發(fā)射基站到預(yù)測區(qū)域空間的三維場景模型： 利用現(xiàn)有建模技術(shù)，通過導(dǎo)入GIS格式地圖的方法，建立發(fā)射基站到預(yù)測區(qū)域空間的 三維場景模型，所述三維場景模型包括發(fā)射基站與預(yù)測區(qū)域范圍內(nèi)的所有建筑物的三維建 筑模型及街道信息； 其中所述發(fā)射基站與預(yù)測區(qū)域范圍內(nèi)的建筑的確定方法為：在發(fā)射基站與預(yù)測區(qū) 域接收點(diǎn)間的第一菲涅爾圈以內(nèi)的所有建筑；所述第一菲涅爾圈的半徑r的計算方法為 r = f^，其中，λ為電磁波的波長、d表示發(fā)射基站到接收點(diǎn)之間的距離，S表示垂直于 發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)之間連線的一個無限大的平面，屯和屯分別表示發(fā)射基站和接收點(diǎn)與平面 S的距離；所述三維建筑模型信息包括建筑物外包絡(luò)信息，建筑物高度信息hroof，建筑物 地理位置信息；所述街道信息包