1.1 无线电波传播模型
传播模型用于预测无线电波在各种复杂传播路径上的路径损耗，是移动通信网小区规划的基础。传播模型的准确与否，关系到小区规划是否合理，运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。模型的价值就是保证了精度，同时节省了人力、费用和时间。
1.1.1 自由空间传播
在研究电波传播时，首先要研究两个天线在自由空间（各向同性，无吸收，电导率为零的均匀介质）条件下的特性，即自由空间的传播损耗。
自由空间传播损耗（dB）公式：
式中，f的单位为MHz, d的单位是km, Lp的单位为dB。
从式（1-1）中可以推导出以下结论：
（1）当距离d加倍时，自由空间传播损耗增加6 dB，即信号衰减为1/4。
（2）当频率f加倍时，自由空间传播损耗增加6 dB，即信号衰减为1/4。
有了自由空间的传播损耗公式后，考虑传播环境对无线传播模型的影响，确定某一特定地区的传播环境的主要因素如下。
（1）自然地形（高山、丘陵、平原、水域等）。
（2）人工建筑的数量、高度、分布和材料特性。
（3）在做网络规划时，一个城市通常会被划分为密集城区、一般城区、郊区、农村等几类不同的区域，以保证预测的精度。
（4）该地区的植被特征为植物覆盖率，不同季节的植被情况是否有较大的变化。
（5）天气状况，是否经常下雨、下雪。
（6）自然和人为的电磁噪声状况，周边是否有大型的干扰源（雷达等）。
（7）系统工作频率和终端运动状况，在同一地区，工作频率不同，接收信号衰落状况各异，静止的终端与高速运动的终端的传播环境也大不相同。
常用传播模型如表1-1所示。
表1-1 常用传播模型
1.1.2 Okumura-Hata模型
Okumura-Hata模型在900MHz的GSM中得到了广泛应用，适用于宏蜂窝的路径损耗预测。Okumura-Hata模型是根据测试数据统计分析得出的经验公式，应用在150～1000MHz之间，适用于小区半径为1～20 km的宏蜂窝系统，其基站天线高度在30～200 m之间，终端有效天线高度在0～1.5 m之间。
Okumura-Hata传播模型公式为：
(1.1×lg f-0.7)hm-(1.56 lg f-0.8)④ Ahm=。
式（1-2）中：
① f为频率。
② hb为基站天线有效高度。
③ d为发射天线和接收天线之间的水平距离。
当模型应用于郊区和开阔地区时，为了使预测结果更准确，需要对计算结果进行修正。
（1）对于郊区，结果修正为式（1-3）：
（2）对于开阔地区，结果修正为式（1-4）：
1.1.3 COST231-Hata模型
COST231-Hata模型是EURO-COST组成的COST工作委员会开发的Hata模型的扩展版本，应用频率在1500～2000MHz之间，适用于小区半径为1～20 km的宏蜂窝系统，发射有效天线高度在30～200 m之间，接收有效天线高度在1～10 m之间。
COST231-Hata传播模型公式为：
式（1-5）中，
① f为频率。
② hb为基站天线有效高度。
③ d为发射天线和接收天线之间的水平距离。
④ Ahm=(1.1×lg f-0.7)hm-(1.56 lg f-0.8) Cm为大城市中心校正因子，大城市Cm=3 dB，中等城市和郊区中心区Cm=0 dB。
当模型应用于农村地区时，为了使预测结果更准确，需要对计算结果进行修正。
（1）对于农村（准开阔地），结果修正为式（1-6）：
（2）对于开阔地，结果修正为式（1-7）：
1.1.4 Keenan-Motley模型
Keenan-Motley模型应用于室内环境，主要的传播模型根据是否视距传播分为以下两种。
（1）视距传播模型（LOS）为式（1-8）：
（2）非视距传播模型(NLOS)为式（1-9）：
其中，Xσ为慢衰落余量，取值与覆盖概率和室内慢衰落标准差有关；
，式中，Pi表示第i面隔墙的穿透损耗；n表示隔墙数量。
隔墙穿透损耗典型值如表1-2所示。
表1-2 隔墙穿透损耗典型值
1.1.5 “通用”传播模型
在实际使用过程中，还需要考虑到现实环境中各种地物地貌对电波传播的影响，从而更好地保证了覆盖预测结果的准确性。因此，在各种规划软件里，一般都使用“通用”的传播模型，然后根据各个地区的不同情况，对模型参数校正后再使用。
传播模型公式：
式（1-10）中：
① K1为与频率相关的常数。
② K2为距离衰减常数。
③ d为发射天线和接收天线之间的水平距离。
④ K3为基站天线高度修正系数。
⑤ HTxeff为发射天线的有效高度。
⑥ K4为绕射损耗的修正因子。
无线电波传播模型
⑦ Diffractionloss为传播路径上障碍物绕射损耗。
⑧ K5为基站天线高度与距离修正系数。
⑨ K6为终端天线高度修正系数。
⑩ HRxeff表示接收天线的有效高度。
⑪ Kclutter为地物clutter的修正因子。
⑫ f (clutter)为地貌加权平均损耗。
不同地物及地貌情况下的参考修正值如表1-3所示。
表1-3 不同地物及地貌情况下的参考修正值
