无线通信系统中电波传播路径损耗模型研究
0引言在任何一个无线通信系统中,无线信道是电波传播过程中必不可少的组成部分,它是连接发射机和接收机的媒介,其特性决定了信息论的容量,即无线通信系统的最终性能限制。由于电磁波在无线信道中受到反射、绕射、散射、多径传播等多种因素的影响,所以无线信道不像有线信道那样固定且容易预测,分析过程带来了很大的不确定性[1]。因此无线信道的建模是无线通信系统研究中的难点和重点,而无线信道的传播特性对于无线系统的设计、仿真和规划却有着十分重要的作用。在无线通信系统中,电波传播经常在不规则地区。在估计预测路径损耗时,要考虑特定地区的地形地貌,包括简单的曲线形状和多山地区。同时还要考虑树木、建筑物和其他遮挡物等因素的影响。在无线通信系统的工程设计中,常采用电波传播损耗模型来计算无线路径的传播损耗,这些模型的目标是为了预测特定点或特定区域的信号场强[2]。常用的电波传播损耗模型分为宏蜂窝模型和室内模型两大类。其中宏蜂窝模型中使用最广泛的是Okumura...&
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目前,随着4G通信网络的全面部署、移动互联网蓬勃发展及5G通信的提出,无线通信在人们的生活中正扮演着越来越重要的角色。在无线通信系统中,通信设备抗击信道衰落的能力决定了系统的通信质量,为了提高通信系统抗信道衰落的能力,就需要掌握无线电波在各种不同通信场景中的传播特性,这是所有无线通信系统设计、评测和选拔的基础和根据,因此,对无线电波传播特性的研究一直以来都是无线通信领域研究的热点问题之一。本文的工作就是在这样的背景和前提下开展的。本文的主要工作是通过仿真软件FEKO对无线电波在不同场景中的传播特性进行仿真分析,仿真是研究电波传播特性的手段,对电波传播特性的掌握是根本目的。论文的主要内容包括：(1)研究了基于FEKO的无线电波仿真的方法,为探究无线电波传播特性提供一种新的方法和思路。(2)针对V2V (Vehicle-to-Vehicle)场景,研究了电波传播的路径损耗参数,并将仿真结果与实际测量结果进行了对比,实验结果表明,通过...&
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2007年,美国航空无线电技术委员会(Radio Technical来的潜在电磁干扰,即前门耦合干扰。在该标准中,提出了推Commission for Aeronautics,RTCA)颁布了标准DO-荐的IPL测试方法,包括对测试设备/仪器的要求,但这些设307《Aircraft Design and Certification for Portable备/仪器仅能实现最简单的测试功能,且为手动测试,很难满Electronic Device(PED)Tolerance》[1],提出了民用飞机足大量的测试需求。特别是对于新研的民用飞机来说,手动允许使用便携式电子设备(Portable Electronic Device,测试至少需要3周时间才能完成所有的测试及分析工作,费时PED)的前门耦合(Front-door Coupling)机上地面试验费力,同时也可能对飞机的适航验证进度产生影响。验证方法,对MB、VHF、VOR、LOC...&
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引言 对于丛林媒质,路径损耗的计算一直是人们普遍关心的问题。早在六十年代,Tamir等人就已作了许多工作以’L幻,现在人们对这一问题的兴趣仍经久不衰。’〔4〕。 起先,Tamir等人利用射线法计算了丛林通信中的路径损耗,其丛林模型是三层介质模型,所得到的公式的形式虽然比较简单,但由于所包含的参量容量较少,随频率的振荡起伏幅度较大,所以和实验结果比较误差较大,尤其在UHF频段,其误差更为厉害。 为了解决这一问题,连汉雄〔”’用Hertz势法计算了四层丛林模型下的路径损耗,得到了较为满意的结果。然而,在UHF频段,虽然Tamir的模型不太合适,但连汉雄的四层丛林模型中相应的数学运算因层数增多而很复杂。 本文在文献山的基础上,利用DGF(并矢格林函数)方法,计算了三层丛林模型下的平均场的Lateral波,对路径损耗随频率和距离等参数的依赖关系作了详细的计算,并将得到的结果与实验结果及Tamir等人的结果作了比较,讨论了lateral波...&
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引言我国是地震灾害多发的国家(高孟潭等,2008)。如何快速有效地获取和评估灾情信息已成为降低地震损失的重点研究内容(崔丽萍等,2016)。目前,我国在地震后主要依赖于传统的搜救犬或生命探测仪等进行搜救工作。由于生命探测仪在工作时受距离、光线、废墟材质、温度和湿度等因素影响,在进行搜救时具有盲目性和不确定性,这在一定程度上限制了其应用。除了直接探测人体生命特征的探测技术,通过探测受灾人员身边的一些能发出信号的物品,以此来找到受灾人员的相关技术也逐渐成为生命探测领域的重要发展方向。随着无线通信技术的发展,约80%的人持有带Wi-Fi的智能手机和平板电脑(Chen等,2010a),绝大部分人都将手机随身携带。当地震引发建筑物坍塌时,手机和平板电脑成为散落在人们身边的仅有设备。通过对这些设备进行探测和定位,可以间接地找到被压埋的人员的大概位置,再配合生命探测设备,即可将人员及时救出。目前手机检测方法分为被动式和主动式2种(柴伦尚,20...&
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V2V通信提供大量的可能的应用比如提高交通安全性。并因此在44次农村,25次城镇和10次城郊测试的执行,等同于5200万个通近年来受到很大的关注。随着无线系统的发展,信道传播方面的知识道传输函数的时间样本。对V2V通信系统的设计者来说非常重要。因为他的特征将最终规定2路径损耗定义系统的执行。因此,在过去多年内做了多次的V2V测评工作。但是,路径损耗由以下传输函数确定:传输函数T X单对于很多重要的信道参数仍然缺乏一个结论。元n t和R X单元n R,我们定义在时间tk内小范围的平均信道增益为路径损耗(Path loss)是在发射器和接收器之间由传播环境引入的损耗的量,由发射功率的辐射扩散及信道的传播特征造成,是无线信道(1)很重要的一个指标。由于V2V是基于adhoc网络并且传输节点具有移动性。对路径损耗的认识对于干扰和测量的分析非常重要,比如当很多节发送点密集的在一个小的地理空间阻塞的时候。根据有关文献,V2V传输中和接受天线...&
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0引言无线遥控车在军事、反恐、防爆、防核化等危险及恶劣环境作业中有着广阔的应用前景。在无线遥控及半自主作业中,无线通信是连接无人车与操纵者的唯一手段,只有建立了稳定的通信才能发挥无人车的功用。在实际工程中,应用计算机测控技术进行无线通信滤波器选择试验、电台天线的调试试验、通信距离试验以及特定环境下的通信调试试验,得到了特定试验数据。总结试验数据,从理论上对电台、天线在多种工况环境下的合理选择,遥控端与车载端之间安全通讯策略以及车体信息(包括周围环境信息)采集情况等3个方面分析了无线通信中路径损耗对无人车遥控通信的影响和信号稳定性问题,然后以Egli模型分析路径损耗,并通过Matlab仿真具体说明如何选择匹配无人车的电台,最后根据仿真图对比试验数据发现仿真结果较好的模拟了实际工况。1无人车通信结构及原理无人车遥控端与车载端通信的原理图如图1所示。图1所示即为项目中采用的无线通信原理,这与大多数的无人车通讯原理基本一致,即通过遥控端...&
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移动通信室内路径损耗传播模型
移动通信室内路径损耗传播模型――苏华鸿―― 在室内电磁波传播受影响的因素很多， 在有限的空间内环境 变化大，墙、顶、地、人和室内物体等都会引起电磁的反射、折 射、散射和吸收，电磁场分布十分复杂，电波传播模型相应多种 多样。本文着重介绍在测试的基础上总结出来的三种传播模型， 可供移动通信室覆盖预测参考用。 一、室内小尺度路径损耗 室内小尺度路径损耗是指短距离、短时间内快
速衰落（衰落 深度达 20~40dB） ，其传播模型表达式为：P L (d ) = PL (d 0 ) + 10 ? n ? log( d ) + Xδ d0(dB)（式 1）式中： PL (d ) 表示路径 d 的总损耗值；PL (d 0 ) 表示近地参考距离（ d 0 = 3 ~ 10λ ） ，自由空间衰减值n 表示环境和建筑物传播损耗指数（1.6~3.3）X δ 表示标准偏差6（3~14）的正态随机变量二、室内路径损耗因子模型 这一模型灵活性很强， 预测路径损耗与测量值的标准偏差为 4dB 衰减因子模型表达试为：PL (d ) = PL (d 0 ) + 10 ? nSF ? log( d ) + FAF (dB) d0（式 2）式中： nSF 表示同层损耗因子（1.6~3.3） FAF 表示不同层路径损耗附加值（10~20dB）三、室内自由空间路径损耗附加因子模型 在室内可以认为是自由空间受限的传播路径， 这一模型灵活 性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为 4dB，其传播模型 表达式为：PL (d ) = PL (d 0 ) + 20 log( d ) + β ? α ( dB ) d0（式 3）式中： β 为路径损耗因子（-0.2~1.6dB/m） 最后， 我们利用上述三种模型进行一下室内电波场强覆盖预 测： 由于式 1 中 X 与的正态随机变量关系式没有多种， 因此实际 工程采用式 2 和式 3 较多，本文举出二例供工程设计参考用。 例 1：假设本工程为某一宾馆的室内分布系统工程，天线输 入口功率 Pt = 5dBm ，吸顶天线增益为 Gm = 2.1dBm ，同层预测距离d = 15米 ，d0设 定 为 1 米 。PL (d 0 ) = 31.5dB( f = 900 MHz )，PL (d 0 ) = 37.5dB( F = 1800 MHz ) 。采用式 2 先计算出 PL (d = 15m) 、 f 其中 nSF 取 2.8 代入式 2 得：15 PL (15m) = PL (1m) = 10 × 2.8 log( ) + 0 1 = 31.5 + 32.9 = 64.4dB= 900 MHz 时总路径损耗值，预测出距离信号源 15 米处的场强：PdBm = PT + GM ? PL (15m) ? R（衰减储备 10dBm ）= 5dBm + 2.1dB ? 64.4dB ? 10dB = ?67.3dBm例 2：假定本工程室内分布系统工程同例 1 即：PT = 5dBm；Gm = 2.1dBi；d = 15米 ；d 0T = 1米 ； 3 先计PL (d 0 ) = 31.5dB ( f = 900MHt ) ； PL (d 0 ) = 37.5dB ( f = 1800 MHt ) 采用式算出 PL (d = 15m) ， f 入式 3 得：= 900 MHz 总路径损耗值，其中 β取 0.6dB / m ，代15 PL (15m) = PL (1m) + 20 log( ) + 0.6 × 15 1 = 31.5dB + 23.5dB + 9dB = 64dB预测出距离信号源 15 米处的场强PdBm = Pt + Gm ? PL (15m) ? R（衰减储备 10dB ）= 5dBm + 2.1dB ? 64dB ? 10dB = ?66.9dBb上述二例用式 2 和式 3 预测出覆盖区（15m 米）场强相差不 大，但是由于室内传播非常复杂，预测出的场强和实际测量值存 在一定偏差，工程设计时需用实测值对传播模型进行修正。}