移动通信系统中无线信号传播损耗预测算法研究与系统实测

摘要

在移动通信网络的规划和优化过程中，其中一个重要的工作就是预测所规划的网络的信号覆盖情况或场强分布情况，以确定规划的网络是否满足需求。
　　本文来源于国家新一代宽带无线移动通信网重大科技专项“TD-LTE网络优化工具开发”(2010ZX03002-008)和“LTE覆盖增强组网技术研究”(2012ZX03001028)。针对移动通信系统中无线信号传播损耗预测及网络覆盖预测问题，本文进行了理论研究、实地测试、仿真分析等。
　　本文基于实测数据对几个关键频段的室内外传播特性进行了对比分析，并给出了关键结论。对基于反演模型的传播损耗预测方法进行了详细而深入的介绍，并基于此提出了预测区域划分算法，解决了当前反演模型工程应用的一大瓶颈。
　　本文的主要创新点如下：
　　1、针对现有传播模型校正流程存在的不足，提出了一种规范化的校正流程，并重点介绍了底噪分析和频点选择的过程及其重要性。对几个关键频段在同等环
　　境下进行了传播损耗对比分析，对比分析结果为频谱规划人员、网络优化人员提供了重要的参考数据。
　　2、反演模型在进行覆盖预测时需要预先划定预测区域，针对当前手动划定预测区域效率低下的问题，本文提出了预测区域划分算法。该算法可自动划定预测区域，大大提高预测效率，为反演模型的工程化应用做出了重要贡献。
　　本文的主要工作如下：
　　1、基于本文提出的校正流程，在同等环境下进行了室内外传播模型实测。A)对700MHz、1.9GHz和2.6GHz频段的室外传播特性进行了对比分析，基于
　　SPM模型对三个频段进行了传播模型校正，校正后传播模型公式对基站部署、网络规划有重要参考意义。得出的关键结论为：700MHz频段传播损耗最小，2.6GHz频段传播损耗最大，三个频段在相同环境下传播损耗相差10dB左右，部署在700MHz频段上的移动通信系统将可用大大节约网络建设成本。
　　B)对1.7GHz、1.9GHz、2.3GHz频段的的室内传播特性进行了对比分析，使用ITU-R P.1238-7第3.1节中给出了室内传播的一般模型进行校正，并论证了“房间增益”的存在。校正后的结果已提交了ITU-R文稿，以补充了这几个频段的参考值，对网络规划和优化人员有重要的参考价值。
　　2、将预测区域划分算法分为一级子区域划分、二级子区域划分、二级子区域边界检查和二级子区域边界修正四个子流程。对算法进行了验证，并对性能进行了分析。仿真结果表明，该算法能很好的基于路测数据划定预测区域，且划定的预测区域能很好的用于反演模型。
　　3、设计和实现了基于反演模型的覆盖预测系统，详细介绍了软件总体设计和关键代码。实测及仿真结果表明该系统具有较高的预测效率，且预测误差在可允许范围内。
　　本文对关键频段的室内外传播损耗的对比分析，对网络规划和优化人员有重要的参考价值。对预测区域划分算法进行了仿真分析，仿真结果表明，该方法可大大的提高预测效率，节约人力成本。详细介绍了基于反演模型的覆盖预测系统的设计与实现，通过实测数据及性能分析证明了该算法在工程应用中的可行性。

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英文缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 论文的主要工作

1.4 论文的组织结构

第二章 传播损耗预测基础理论

2.1 无线信号基本传播机制

2.2 无线信号传播模型

2.3 传播损耗预测方法

2.4 本章小结

第三章 传播损耗实测分析

3.1基于实测的传播模型校正

3.2室外传播损耗实测分析

3.3 室内传播损耗实测分析

3.4本章小结

第四章 预测区域划分算法设计

4.1 基于反演的预测方法

4.2 预测区域划分算法

4.3 算法验证与性能分析

4.4 本章小结

第五章 基于反演模型覆盖预测系统的设计与实现

5.1系统设计

5.2覆盖预测平台的设计与实现

5.3数据采集终端软件设计与实现

5.4系统预测结果分析

5.5本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果