無(wú)線(xiàn)電波傳播損耗預(yù)測(cè)方法與應(yīng)用研究.pdf

1、電波傳播損耗的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化的基礎(chǔ)。隨著移動(dòng)通信用戶(hù)數(shù)量增加及通信速率需求越來(lái)越高,微蜂窩和微微蜂窩系統(tǒng)得到廣泛采用。典型的微蜂窩小區(qū)電波傳播環(huán)境是在城市建筑物的“峽谷”之中,導(dǎo)致傳統(tǒng)的基于測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型失效。同時(shí),近幾年我國(guó)軌道交通規(guī)劃和建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速,大大緩解了城市化發(fā)展和城市化交通設(shè)施之間的矛盾。為了實(shí)現(xiàn)軌道交通無(wú)線(xiàn)環(huán)境的全覆蓋,研究隧道環(huán)境下的電波傳播行為變得尤為重要。本文研究射線(xiàn)跟蹤預(yù)測(cè)方

2、法和高斯波束跟蹤預(yù)測(cè)方法及其實(shí)現(xiàn),以及在城市微小區(qū)環(huán)境和地鐵隧道環(huán)境下的應(yīng)用,具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　首先,分析了現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)模型存在的不足,包括仿真精度不高且適用范圍窄,需要經(jīng)過(guò)修正才能用于相似場(chǎng)景;研究了基于射線(xiàn)跟蹤原理的確定性模型實(shí)現(xiàn)機(jī)制,在此基礎(chǔ)上提出了一種基于可見(jiàn)面劈表的改進(jìn)型三維反向射線(xiàn)跟蹤算法,采用一致性尖劈繞射系數(shù)公式計(jì)算場(chǎng)強(qiáng),并運(yùn)用該算法對(duì)加拿大渥太華城市場(chǎng)景進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,該預(yù)測(cè)模型的標(biāo)準(zhǔn)偏差均

3、小于8dB,可滿(mǎn)足大部分工程實(shí)際需求。
　　其次,針對(duì)射線(xiàn)跟蹤算法需要進(jìn)行發(fā)射線(xiàn)劃分、接收球判斷,繞射處理比較復(fù)雜等不足,提出了一種基于高斯波束思想的跟蹤預(yù)測(cè)算法;研究了發(fā)射端源場(chǎng)的分解,高斯波束的傳播與跟蹤,以及接收端多徑波束的疊加;利用該算法進(jìn)行復(fù)雜城市環(huán)境下的電波傳播預(yù)測(cè)結(jié)果表明,為保證一定的預(yù)測(cè)精度,源場(chǎng)分解的波束數(shù)目巨大,導(dǎo)致該方法計(jì)算量大、效率低。針對(duì)傳統(tǒng)波束算法不足進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種網(wǎng)格分區(qū)和區(qū)域選擇聯(lián)合加速的改

4、進(jìn)型波束跟蹤預(yù)測(cè)算法。實(shí)際場(chǎng)景仿真結(jié)果表明,在不損失精度的前提下改進(jìn)算法的預(yù)測(cè)效率可以提高約90％。此外,將改進(jìn)算法用于不同場(chǎng)景仿真,結(jié)果表明高斯波束模型具有良好的通用性。
　　最后,針對(duì)地鐵隧道環(huán)境下無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃的應(yīng)用需求,研究了地鐵隧道環(huán)境中的電波傳播特性和地鐵隧道環(huán)境的三維空間建模方法;針對(duì)地鐵隧道環(huán)境特點(diǎn),采用三維反向射線(xiàn)跟蹤方法進(jìn)行隧道環(huán)境下的電波傳播預(yù)測(cè),對(duì)不同實(shí)際隧道場(chǎng)景(直道、彎道)的數(shù)值仿真結(jié)果表明,與普通城