室外传播模型 -- 关于LEE模型的介绍

杨利霞

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LEE模型有如下优点：模型中的主要参数方便根据测量值进行调整，适合本地无线传播环境，准确性高；路径损耗测量方法简单，计算速度快。
; x, y' y3 b" S  ]. ^! U
LEE模型可以分为两类：宏蜂窝模型与微蜂窝模型。下面对它们分别进行介绍。

1. LEE宏蜂窝模型
% w# f. G0 T# s
& a  I( \6 ~7 M0 E, s: C& F决定移动台接收信号大小的因素有人为建筑与地形。LEE模型的基本思路是：先将城市当成平坦的，只考虑人为建筑的影响，在此基础上再将地形的影响加进来。

4 L3 D6 c" p( A5 X4 r3 z# W（1）人为建筑对接收信号的影响
2 }$ d7 M! n7 Q9 k8 U# lLEE宏蜂窝模型在对不同地形场强测量的基础上，使用了统一的路径损耗公式：
* @" D9 \+ @  E: c
  E0 C  X% b  e! x其中，P_r 为接收功率，d 为收发天线之间的水平距离，γ 为距离衰减因子，P_r1 为在特定城市中，当基站天线为半波长天线，高x米，发射功率为y瓦时候，1km处的接收功率。
" w% Y2 X; e- d9 S+ h
0 w" ?/ D+ J8 W  Q; uα_0为修正因子，当基站天线与上述标准天线不同的时候对其进行修正：

其中，h_t、P_t、G_t为实际基站天线高度、发射功率和天线增益，h_tREF、P_tREF、G_tREF 为测量 P_r1 和 γ 时的基站天线高度、发射功率和天线增益。

8 K! d* V' m$ W& `# c下面的表给出了方载频功率为900MHz、发送天线高度为30米，接收天线高度为3米时，在不同地形下的参考接收功率 P_r1 和距离衰减因子 γ 取值：
# ~; c0 F7 `# N( C# |. r) `
8 p; c$ L4 x8 i" ?（2）地形对接收信号的影响
: }# J1 u( W& g7 s& ?& A, b$ N
地形的影响有三种情况，分别是：有阻挡的情况、无阻挡的情况以及水面反射情况。

① 无阻挡的情况

; I! F6 }* N6 {7 T0 D: `考虑地形影响，采用有效天线高度进行计算：
8 J6 d  e. Y* s4 v! L3 X
* X- E" `9 Z7 j  }; ]0 J% n2 c' a5 P其中，h_be 为基站天线有效高度，h_b 为基站天线的实际高度，d_0 一般取1Km，f_0 一般取850MHz，n由f与 f_0 决定，满足下面的关系：

可以得到无阻碍时候的传输损耗为：
/ D7 R. [% k/ E# L
+ T% l, W: {, \( R- A/ U8 r其中，L(v)为衍射损耗。
- {# A" ?" @$ G$ \# O
) r" w  \7 @5 D) p) G! O② 有阻挡的情况
6 {5 @- C: }* X/ h
7 B. n* n0 p  m  F. a此时传播损耗为：
. n/ V, d2 q0 n6 \$ v! |
③ 水面反射情况

其中，α为无线通信环境引起的衰减因子，当它等于1时路径损耗即为自由空间路径损耗。G_t为发送端天线增益，G_r为接收端天线增益，λ为波长。

2. LEE微蜂窝模型
* G% D4 x+ z2 z+ ^  A3 r$ x
该模型基于一个假设：传播路径上建筑群的长度对信号衰减的影响极大。也就是说，当建筑物增加的时候，路径损耗会随之增加。

+ r0 n% k' |2 NLEE微蜂窝模型的传播损耗计算公式为：
1 q8 |$ @/ b7 h; Q; V8 e
2 \% Q# s. u' R2 R其中，h_t 为发送端天线有效高度，d 为发送端与接收端之间的距离 L_LOS (d,h_t )表示视距传输损耗，L_B 表示街区引入的损耗。L_LOS (d,h_t ) 的计算式为：

* _3 C3 R' u) n- E其中，D_f 为菲涅尔区距离，计算如下：

9 V  P3 _7 S$ o# ]4 S街区引入损耗L_B 计算方法如下：

& X! Q: H  A, a其中L_NLOS 表示非视距传输损耗。
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