常用无线电传播模型的对比分析及应用

资 源 简 介

常用无线电传播模型的对比分析及应用

详 情 说 明

无线电传播模型是无线通信系统设计和优化的基础工具，用于预测信号在特定环境中的传播特性。不同模型适用于不同场景，选择合适的模型对网络规划至关重要。

### 自由空间传播模型 自由空间模型是最基础的理想化模型，假设信号在真空中传播且无任何障碍物。其核心原理是信号强度随距离平方衰减，适用于卫星通信或开阔地形的理论分析。但实际环境中反射、绕射等因素会显著影响结果，因此该模型通常作为其他模型的基准参考。

### 双线地面反射模型 该模型考虑直射波和地面反射波的叠加效应，适用于平坦开阔区域（如农村）。当通信距离较远时，接收信号会出现周期性衰落现象，模型能准确预测这种因多径效应导致的强度波动。

### 奥村模型（Okumura-Hata） 作为经典的经验模型，奥村模型通过大量实测数据拟合出城区、郊区和乡村的路径损耗公式。特点是引入环境修正因子，对1-3GHz频段的中距离（1-20公里）预测效果较好，广泛用于蜂窝网络规划。

### 科斯通尼模型（COST-231） 针对2GHz以上频段的城市微蜂窝场景，该模型在Hata基础上增加建筑物密度修正项，能更精准反映现代城市中高频信号的穿透损耗和绕射衰减，适用于4G/5G网络部署。

### 射线追踪模型 基于几何光学原理，通过模拟电磁波与建筑物的交互（反射/透射/散射）来构建三维传播场景。虽然计算复杂度高，但对室内或密集城区等复杂环境的信号覆盖预测具有不可替代的优势，常用于Wi-Fi热点部署或毫米波研究。

### 模型选择的关键因素 精度需求：经验模型计算快但精度有限，确定性模型（如射线追踪）适合高精度仿真 环境复杂度：密集城区推荐混合使用科斯通尼和射线追踪，郊区可采用奥村简化版 频率范围：高频段需考虑穿透损耗，低频段重点关注绕射能力 移动性支持：部分模型（如3GPP TR 38.901）专门针对移动场景优化

实际工程中常采用多模型融合策略，例如用射线追踪校准经验模型的参数。随着机器学习技术的引入，新一代自适应传播模型能动态结合实测数据与理论预测，进一步提升模型泛化能力。