基于射线追踪的城市小区复杂环境电波传播特性研究

发布时间：2018-01-18 00:35

  本文关键词：基于射线追踪的城市小区复杂环境电波传播特性研究　出处：《南京邮电大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 电波传播 射线追踪 虚拟源树 微小区 路径损耗

【摘要】：电波传播预测是无线网络规划和设计中的重要环节,随着移动通信的高速发展,频谱资源紧缺,城市小区的微蜂窝的覆盖范围越来越小,这使得小区间的统计相似性不能通用,电波传播的经验模型不能准确预测,此时需要建立一种高效准确的电波传播算法来分析小区间的电波特性。射线跟踪算法是一种分析无线信道特性的高效算法,它结合了镜像理论、几何绕射理论(GTD)、一致性绕射理论(UTD)等进行场强预测。无论是正向射线跟踪算法还是反向算法,算法的可靠性和高效性一直是研究的重点。本文基于虚拟源树的射线跟踪法,提出一种有效的室外小区电波传播预测算法。运用数据库建立环境信息,通过数据结构中多叉树的结构存储,找出所有能从源点到达场点的射线,建立一个虚拟源树,以后每次计算只需通过对该树进行后序遍历实现,找到从发射机到接收机之间的所有传播路径;采用加速技术对算法进行加速(背面采集和遮挡判断)。该算法基于反向算法中的镜像法,又结合正向算法的思想,因此具有较高的计算效率。本文采用Matlab作为算法的开发平台,编程实现该算法,基于几何光学和一致性绕射(UTD)对路径损耗进行了计算。仿真结果验证了该算法的有效性和可靠性,最后也对不同城市环境模型下的电波传播特性进行了分析。
[Abstract]:Radio propagation prediction is an important link in the planning and design of wireless networks. With the rapid development of mobile communications and the shortage of spectrum resources, the coverage of microcellular in urban residential areas is becoming smaller and smaller. This makes the statistical similarity of the interval can not be universal, and the empirical model of radio wave propagation can not be accurately predicted. At this point, we need to establish an efficient and accurate radio wave propagation algorithm to analyze the radio wave characteristics of the cell. The ray tracking algorithm is an efficient algorithm for analyzing the wireless channel characteristics, which combines the mirror image theory. Geometric diffraction theory (GTD) and consistent diffraction theory (UTD) are used to predict the field strength, both in the forward ray tracking algorithm and in the reverse one. The reliability and efficiency of the algorithm has been the focus of research. Based on the ray tracking method of virtual source tree, this paper proposes an effective prediction algorithm of radio wave propagation in outdoor cell, and establishes the environmental information by using database. Through the structure storage of the multi-tree in the data structure, all the rays that can reach the field point from the source point are found, and a virtual source tree is established. Each calculation in the future only needs to be realized by traversing the tree in order. Finding all propagation paths from transmitter to receiver; The acceleration technique is used to accelerate the algorithm. The algorithm is based on the mirror image method of the reverse algorithm and combines the idea of forward algorithm. Therefore, it has high computational efficiency. In this paper, Matlab is adopted as the development platform of the algorithm, and the algorithm is realized by programming. The path loss is calculated based on geometric optics and uniform diffraction (UTD). The simulation results show that the algorithm is effective and reliable. Finally, the characteristics of radio wave propagation under different urban environment models are also analyzed.
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN011

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本文编号：1438709