定义

室外传播模型是指电波在非单一的环境中传播，在估计信道损耗时，需要考虑传播路径上的地形地貌，也要考虑建筑物、树木、电线杆等阻挡物，而衍生出的一种模型。根据移动通信中信号的电场强度的中值(或传播损耗中值)，将地形分为两大类：中等起伏地形和不规则地形。所谓中等起伏地形是指在传播路径的地形剖面上，地面的起伏高度不超过20m，且起伏缓慢，峰点与峰点之间的水平距离大于起伏高度。其他的地形如丘陵、水陆混合地形等统称为不规则的地形。

室外传播模型

Longley-Rice模型

使用频率范围：40MHz-10GHz，适用于不同种类地形的点对点系统。利用路径几何学及对流层绕射性，预测大尺度中值传播损耗。

室外传播模型

Durkin模型

描述不规则地形场强预测的计算机仿真器，已被联合无线电委员会用于进行有效移动无线覆盖区的研究。主要用于大尺度路径耗损预测。缺点是：不能精确预测由于输液、建筑物、其他人造结构引起的传播效应。

Okumura模型

适用频率范围：150MHz-3GHz，距离1-100km，天线高度30-1000m。预测城区信号时使用最广泛的模型，在日本已经成为系统规划的标准。

室外传播模型

Hata模型

适用频率范围150MHz-1.5GHz，根据Okumura曲线图所作的经验公式。以市区传播损耗为标准，传播距离在1-20km内的城市场强预测并对其它地区进行修正。市区路径耗损的标准公式，在1km以上的情况下，预测结果和Okumura模型非常接近。缺点是适用于大区制移动系统，不适用于小区半径为1km的个人通信系统。

适用于不同地形的信号衰耗数据

目前有大量的传播模型用来估计不规则地形的路径损耗。但是大部分模型是用来预测特定区域或特定点的信号强度的，这些模型在性能和描述方法方面存在相当大的差异。

许多学者根据不同的地形条件，测量得出了适用于不同地形的信号衰耗数据。

刃形绕射模型

在已知的服务区内，估计由电波经过山脉或建筑物引起的信号衰减是预测场强度的关键，一般来说，精确估计绕射的损耗是不可能的，实际测量到的结果都是在理论近似的基础上加上必要的经验修正后得到的结果。

当遮掩源自单个物体，如山峰，通过把阻挡体看作绕射刃形边来估计绕射损耗，这种情况下的绕射损耗可用针对刃形后面(称为半平面)场强的费涅尔方法来估计。

刃形绕射波的场强Ed为：

式中：E0为没有地面和刃形的自由空间场强；F(v)为费涅尔函数；v为绕射的归一化参数。

对给定的地形值，可以使用图表进行计算，与自由空间相比较，由刃形引起的绕射增益为：

实际上，图表或数值解依赖于计算绕射增益，Gd(dB)的图表表示为v的函数。

除了单刃模型外，在许多情况下，传播路径的阻挡体不只是一个。在传播路径上有多个阻挡体的情况下，计算路径损耗是一件十分困难的事。目前有两种方法可以利用。一是布灵顿(Bullington)提出的，用等效阻挡体的方法来模拟一系列阻挡，最终归结到单刃形模型的计算方法。这种方法大大简化了计算的复杂度，并且得到的接收信号强度估算结果也比较好。另一种是由Millington等提出的连续双峰后电磁波的理论解法。这种方法对于双峰引起的绕射损耗非常有效，但是如果峰数增加时，则就成了非常头痛的数学问题了。

对数距离路径损耗模型

研究表明，无论室内或室外信道，平均接收功率随距离的对数衰减。对于任意的发送—接收(T-R)距离，平均的路径损耗表示为:

平均的路径损耗

式中：n为路径损耗指数，表明路径损耗随距离增长的速率，d0为近地参考距离(自由空间距离)，由测试决定；d为发射机与接收机之间的距离。

利用该模型时，选择自由空间参考距离非常重要。在宏蜂窝系统中，一般采用1km的参考距离，而在微蜂窝系统中使用更小的距离(如100m或1m)。

在发射机—接收机距离相同情况下，不同位置的周围环境差别非常大。测试表明：对于任意d，特定位置的路径损耗PL(d)为随机正态对数分布。

式中：为0均值的高斯分布随机变量，单位为dB;为标准偏差，单位也是dB。