室外移动蜂窝网络28GHz电波传播特性研究

摘要

随着移动通信技术的快速发展，第四代移动通信技术已普遍得到运营商的推广。用户对于移动网络性能的要求也越来越高，因此做好室外移动蜂窝网络的预测成为通信网络规划与设计的关键。28GHz与传统意义上的毫米波段特性不太一样，大气中的传播不会带来太多额外的衰落，由于频谱资源的丰富性，被认为是下一代室外蜂窝网络可采用的频段。本文以统计模型、理论性模型为基础，讨论并设计了这两种模型的计算机实现方法。通过与移动通信频段对比，分析了室外28GHz毫米波的电波传播特性。本文主要研究内容如下：
　　（1）概述了室外移动蜂窝网络的研究背景与研究意义，系统总结了室外蜂窝网络、室外传播预测模型、室外毫米波的研究现状。
　　（2）基于室外蜂窝网络预测所采用的统计模型与理论性模型，阐述了主要理论原理、适用环境、修正与完善过程，并阐述了运营商蜂窝网络路测使用的系统设备、结构、流程。
　　（3）基于Matlab语言采用统计模型中的Okumura-Hata模型和COST231-Hata模型独立开发了宏蜂窝网络传播预测软件，设计了图形用户界面并说明其算法流程图，实现了简单环境下宏小区网络的传播预测，具有较强的工程应用性。同时分析了射线追踪模型中SBR/IM算法的Matlab实现过程，对该算法的实现开展了有效性分析。
　　（4）基于SBR/IM算法对室外蜂窝网络进行建模与仿真，分析了中国上海、芬兰赫尔辛基两个典型的微小区网络。通过仿真数据与实际路测数据、文献实测数据的对比分析，验证了本文算法的有效性。在仿真的基础上对比讨论了现有移动通信频段与28GHz频段下的电波传播特性，结果表明在室外环境28GHz频段下无线信号的衰落幅度可以接受，信号质量对室外环境散射体较为敏感，仿真结果对下一代移动通信技术中的应用有一定的指导意义。