室内无线传播模型的研究与仿真

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室内无线传播模型的酮究与仿青潍坊学院计算机与通信工程学院范晓静[摘要]内无线传播具有反射、室绕射和散射现象。室内信号很大程度上依赖于建筑物材料和室内家具的布局等。文章对室内场强

传播模型做了研究，并对几种常用模型做了分析比较，而为室内传播模型的选择提供理论依据。从 [关键词]场强预测理论传播模型路径损耗1引言 .

无线电是能在一定介质中传播的电磁现象。无线电波通过介质或者介质分界面的影响，而达到接收天线的过程，为无线电传播。蜂窝称频率主要依靠直射波，但在大气层中时有折射，在建筑物内还存在绕射。因此对于室内分布系统而言，传播模型的选择至关重要。 2场强预测理论 .在移动通信系统中，移动台天线高度很低，因此其电波传播经常受到邻近建筑物、植被等的反射或阻挡，导致电波呈多径反射的复杂情况。接收场强的预测值必须根据按地形地物分类的实验统计值得出的经验公式来计算。在设计建网之前必须对传播条件和覆盖范围有尽可能接近实际的估算。这就要求做出尽可能准确的场强预测，以便确定覆盖区边界和优选基站的位置。同时，场强预测也为确定区域中“盲区”、计算 CI/比等提供依据。 3几种常用的场强预测模型 .室内无线信道有两个方面不同于传统移动无线信道：覆盖距离更小，环境的变动更大。室内无线传播同室外具有同样的机理：反射、绕射和散射，信号电平在建筑物内传播受到如建筑物的布置、材料结构和建筑物类型等因素的影响。因此在选择确定预测模型时，需要对常用模型作分析研究和比较，从而为选择室内模型提供理论依据。 31自由空间传播模型 .自由空间传播模型用于预测接收机和发射机之问是完全无阻挡的视距路径时的接收场强。自由空间中距发射机 d处天线的接收功率Pd=P a2 d),, K GG

差为 4 B左右， d而对数距离模型的偏差达 1 d。 3 B衰减因子模型为/ 、

L ) () O,gu I A (= d+ no(+ F d L o1 l F其中， n表示同层测试的指数值，A表示楼层衰减因子。如果对 FF同层存在很好估计值 I则不同层路径损耗可通过附加 F F 1, A值获得。 对于多层建筑物，室内路径损耗等于自由空

间损耗加上附加上损耗因子，随距离成指数增长。并, 、

LL o2l I}￣ F F=() Og+d A d+ o c+其中，为信道的衰减常数， d单位是 d/。 Bm d的取值范围在 0 8 0 2 .— . 4 6之间。

34对数距离路径损耗模型 .在实际环境中，相同的 T R距离下，—不同位置的周围环境差别也是特别大的。对数距离路径损耗模型，描述了在传播路径上具有相同 T R—距离的不同随机效应。模型路径损耗公式, 、

LL 01 o }(=() 0 gI+仃 d+ 1n )n为路径损耗指数，明路径损耗随距离增长的速率，表依赖于特定的传播环境；为近地参考距离； T R距离；为 0 d o d为— k均值的高斯分布随机变量，单位为 d标准偏差为， B,单位也为 d B。35K e a— t y型 . enn Moe模 l

室内传播模型路径损耗公式.

J

1

P为发射功率； r)接收功率；。 I Pd f是 G是发射天线增益； r接收天 G是线增益； d是 r R之间距离，单位为 m; r _ L是与传播无关的系统损耗因子；是波长，单位为 m。天线的增益与它的有效截面 A有关，即： G=关：= f c k。

L (+l(+^+ :d2o ) L00g∑N∑N ) k、 qJ 1 =1 i =l

。则与载频相

d是传播距离，单位 I, N分别表示信号穿过不同类型的墙和 nN 地板的数目；、 F L则为对应的损耗因子，单位是( )J1 d I、分别表示墙和 B地板的类型数目。建议值： 2 d ( L= 0 B对所有地板 )L= d (;￣ 3 B对所有墙壁 )。

为了更好的拟合测量数据， K M模型进行修正，对—路径损耗可表示为J

综合损耗 L L ) (≥1通常归因于传输线损耗、滤波损耗和天线损耗， LI=则表明系统中不考虑硬件损耗。 路径损耗表示信号衰减，单位为 d B的正值，定义为有效发射功率和接收功率之间的差值。当包括天线增益时，路径损耗为

L Ld+ = ()k+ oJ =1

k

B1g一0[] )l lg=o 1 o导 o当不包括天线增益时，设定天线具有单位增益。路径损耗为

L B 1 g一l g p )0哥 0 l ( 1 d o l布 0=一

I

即：￣ B= 24 2 l k 2 l ( L(

)3 .+ O0 ) On d d + g2 .+ Oo(+ Oo( 76 21g 2 lg f d

32C a . hn传播模型 Ca hn模型适用于室内微微蜂窝区的场强预测，模型认为电波在该室内传播时的路径损耗 L似于自由空间直接传播时的路径损耗 k近 加上室内墙壁的穿透损耗 ( w L与工作频率和墙体材料有关 )。LL= k= 24 2 1 (￣+ 0o(+ 3 .+ 0o f 2 1 d gM g 2 .+ 0o(￣+ 0o(. 76 2 1g,)2 1 d) i f, g+ 33衰减因子模型 .一

k为常数，为穿过收发天线之间 j k类墙体的衰减，为收发天 k线之间 j类墙体数目， k表示穿透相邻地板的衰减， k表示楼层数目，即穿透地板的数目。典型参数值 L 1.d软隔墙的损耗： .d硬隔 f 83 B, - 34 B,墙的损耗 1= .d b 0 6￣269 B,= .。 4 4室内传播模型路径损耗与传播距离仿真 . 41 .路径损耗与传播距离仿真仿真环境假设在某一建筑物内，建筑物墙面为水泥墙。电磁波穿透的楼层数为一层，穿透的墙壁数为一层。近地参考距离 d取 l室内墙。 m,壁的穿透损耗取值如表 1所示， 2 d。室内路径损耗指数 n按室内取 0B办公室半开放状态取值 3 5 n为同层测试指数值， ., 2取为 32。楼层设 . 5为同一楼层，因此楼层衰减因子 F F忽略不计。 …… 此处隐藏：3140字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……