線通信系統(tǒng)中電波傳播路徑損耗模型研究

1、 無線通信系統(tǒng)中電波傳播路徑損耗模型研究作者:吳彥鴻, 王聰, 徐燦, Wu Yanhong, Wang Cong, Xu Can作者單位:吳彥鴻,Wu Yanhong(裝備指揮技術(shù)學(xué)院光電裝備系,北京,101416, 王聰,徐燦,WangCong,Xu Can(裝備指揮技術(shù)學(xué)院研究生管理大隊(duì),北京,101416刊名:國外電子測量技術(shù)英文刊名:FOREIGN ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY年,卷(期:2009,28(8被引用次數(shù):1次參考文獻(xiàn)(7條1.MOLISH A F;Molish;田斌無線通信 20082.WALFISCH J;BERTONI H A

2、theorical model of UHF propagation in urban environments3.CAVDAR I H A statistical approach to Bertoni-Walfisch propagation model for mobile radio design in urban areas 20014.MARK J;ZHUANG W無線通信與網(wǎng)絡(luò) 20045.HAYKIN S;MOHER M現(xiàn)代無線通信 20066.李焜;王喆無線通信電波傳播模型的研究期刊論文-無線通信技術(shù) 2008(017.郭梯云移動(dòng)通信 2005相似文獻(xiàn)(10條1.學(xué)位論文劉海

3、濤無線通信中電波傳播和場強(qiáng)預(yù)測的研究2005無線通信中電波傳播和場強(qiáng)預(yù)測問題是整個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)性問題,隨著移動(dòng)通信用戶數(shù)量的增多,原先的蜂窩大區(qū)制逐漸被微蜂窩甚至微微蜂窩小區(qū)制所取代,在這些無線環(huán)境中,建筑物的數(shù)量增多,地形的幾何尺寸各異,建筑物的平均高度往往高于基站天線的高度,傳統(tǒng)的適用于大區(qū)制的電波預(yù)測經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ碗y以得到足夠精度的預(yù)測結(jié)果,給無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的場強(qiáng)預(yù)測帶來困難。因此,以射線跟蹤算法為基礎(chǔ)的新型的、基于特定環(huán)境的電波預(yù)測模型正逐漸顯示出優(yōu)勢。射線跟蹤模型是以幾何光學(xué)理論和幾何繞射理論為基礎(chǔ),通過電磁波的高頻射線近似特性來實(shí)現(xiàn)電波傳播路徑跟蹤的數(shù)值計(jì)算方法,具有很高的精度

4、。但是長期以來,技術(shù)發(fā)展存在兩方面的問題:第一,難以工程實(shí)用化。作為特定環(huán)境的預(yù)測模型,射線跟蹤算法的高預(yù)測精度,需要準(zhǔn)確的建筑物幾何信息,而傳統(tǒng)的射線跟蹤算法是建立在理想化的地形數(shù)據(jù)庫模型基礎(chǔ)上。在實(shí)際預(yù)測環(huán)境中,建筑物數(shù)量眾多,幾何形狀復(fù)雜,因此,按照傳統(tǒng)的地形數(shù)據(jù)庫模型來錄入地形信息,往往成為繁重而贅余的工作,這嚴(yán)重影響算法的工程應(yīng)用。第二,計(jì)算速度太慢。作為一種數(shù)值計(jì)算手段,射線跟蹤算法的計(jì)算量太大,難以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的需求。本文的研發(fā)目標(biāo)就是要在上述兩個(gè)方面取得突破,力求建立一個(gè)快速精確的、準(zhǔn)自動(dòng)的、適用于真實(shí)環(huán)境的城市電波傳播預(yù)測模型,編制高效的應(yīng)用軟件。并且在加速算法方面取得較大的

5、突破。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),本文的工作和創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:第二章全面詳細(xì)地闡述了射線跟蹤算法的原理,幾何繞射理論的原理,和本文采用的射線跟蹤算法中計(jì)算場強(qiáng)的理論。第三章是地形數(shù)據(jù)庫模型的描述。首次細(xì)致分析了現(xiàn)今國家標(biāo)準(zhǔn)GIS地圖的特點(diǎn),傳統(tǒng)的地形數(shù)據(jù)庫模型的局限,并提出一種新型的、可實(shí)現(xiàn)數(shù)字地圖信息自動(dòng)入庫的地形數(shù)據(jù)庫模型。第四章針對新型的地形數(shù)據(jù)庫模型,提出了一種新型的射線跟蹤算法,該算法包括新型的左兒子右兄弟二叉樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),區(qū)域劃分算法和繞射線減少算法等。新算法大大提高了計(jì)算效率,通過對上海浦東地區(qū)的實(shí)際仿真和測量,新算法的有效性得到了證實(shí)。第五章集中研究了并行射線跟蹤算法原理

6、,首次提出了適用于城市電波預(yù)測的、基于SBR算法的并行算法模型,并且通過大量的仿真實(shí)例,計(jì)算了模型的并行加速增益,從而證明并行加速算法和傳統(tǒng)加速算法相比具有更高的加速效果。由于本文的并行射線跟蹤算法是在普通的實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)簇中驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)的,因此,它是一種低成本、高效率的并行加速模型。第六章從軟件工程的角度分析了電波預(yù)測軟件的結(jié)構(gòu),該軟件分dos和windows兩個(gè)版本,其中dos版本便于集成,而windows版本采用MFC的編程結(jié)構(gòu),易于使用。第七章對論文成果做了總結(jié),并對以后的工作進(jìn)行了展望。本文根據(jù)無線通信室內(nèi)信道特性的有關(guān)知識(shí)和射線跟蹤技術(shù),在室內(nèi)3D環(huán)境中提出了基于分塊模型和鏡像原理的射線跟蹤算法,大大提高了跟蹤效率.編寫了基于該模型的2D/3D預(yù)測軟件.并通過對2D預(yù)測值、3D預(yù)測值和經(jīng)驗(yàn)公式值的比較,進(jìn)一步說明了算法的可行性。3.學(xué)位論文周健時(shí)域有限差分法(FDTD在室內(nèi)電波傳播預(yù)測中的應(yīng)用2003由于國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,室內(nèi)無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的市