室内复杂环境60GHz频段毫米波传播特性研究

发布时间：2018-04-21 08:32

  本文选题：室内复杂环境 + 毫米波　； 参考：《南京邮电大学》2015年硕士论文

【摘要】：由于毫米波的宽频带特性可以有效地解决高速宽带无线接入中面临的许多问题,因此毫米波尤其是60GHz频段被认为是目前最具前景的室内短距离无线通信技术之一。室内短距离无线通信由于环境、大气吸收、粗糙度等因素的影响,其电磁传播环境变得日益复杂。因此,研究室内复杂环境的毫米波传播特性具有重要的理论意义和实用价值。本文基于SBR/Image方法对室内复杂环境60GHz频段毫米波传播特性进行研究,通过典型环境仿真建模,重点分析了接收功率、多径传播、均方根时延扩展等传播特性。本文分析结果可为室内短距离毫米波通信系统的网络设计与优化提供理论依据。本文主要研究内容如下:(1)概述了毫米波的基本概念、特点、应用与发展,介绍了毫米波的传播特性,包括大气吸收的衰减特性和粗糙反射表面的散射特性,重点介绍了SBR/Image方法的基本概念及其计算机实现过程。(2)利用已知文献中的室内环境进行建模与仿真,并把本文仿真所得结果与已知文献的测量结果进行对比,一致性良好,验证了基于SBR/Image方法的Wireless InSite软件预测室内复杂环境中毫米波传播特性的有效性与正确性。(3)利用SBR/Image方法仿真分析了60GHz频段毫米波在室内复杂办公环境中的传播特性。首先,讨论了最大反射次数的计算深度问题。然后,研究了考虑有无绕射和透射对60GHz频段毫米波传播特性的影响,同时分析了平均到达方向角等传播参数;最后在考虑大气吸收的衰减特性的情况下,仿真对比了60GHz频段和2.4GHz频段的接收功率和均方根时延扩展等传播特性,重点讨论了不同粗糙度对毫米波室内传播的接收功率和均方根时延扩展的影响。(4)考虑仿真的实用性,在实际室内复杂家居环境中基于SBR/Image方法对60GHz频段毫米波的传播特性进行了仿真,并对数据结果进行了统计与分析,分别讨论了视距环境和非视距环境的传播特性。主要分析了不同极化方式的接收天线对均方根时延扩展的影响,以及反射面的不同粗糙度对接收功率和均方根时延扩展的影响。
[Abstract]:Because the broadband characteristics of millimeter-wave can effectively solve many problems in high-speed broadband wireless access, millimeter-wave, especially 60GHz band, is considered to be one of the most promising indoor short-range wireless communication technologies. Because of the influence of environment, atmospheric absorption and roughness, the electromagnetic propagation environment of indoor short range wireless communication becomes more and more complex. Therefore, it is of great theoretical and practical value to study the propagation characteristics of millimeter wave in complex indoor environment. In this paper, the propagation characteristics of millimeter wave in the 60GHz band of indoor complex environment are studied based on SBR/Image method. The transmission characteristics of receiving power, multipath propagation and root mean square delay spread are analyzed by simulation modeling in typical environment. The results of this paper can provide theoretical basis for the network design and optimization of indoor short distance millimeter wave communication system. The main contents of this paper are as follows: (1) the basic concept, characteristics, application and development of millimeter wave are summarized. The propagation characteristics of millimeter wave, including attenuation characteristics of atmospheric absorption and scattering characteristics of rough reflected surface, are introduced. This paper mainly introduces the basic concept of SBR/Image method and its computer implementation process. It uses the indoor environment in known literature to model and simulate, and compares the results of this paper with the measured results of known literature, and the agreement is good. The validity and correctness of Wireless InSite software based on SBR/Image method to predict millimeter-wave propagation characteristics in indoor complex environment are verified. The SBR/Image method is used to simulate and analyze the propagation characteristics of millimeter-wave in complex indoor office environment. First, the problem of calculating the depth of the maximum reflectance is discussed. Then, the effects of diffraction and transmission on the propagation characteristics of millimeter wave in 60GHz band are studied, and the propagation parameters such as the average direction of arrival angle are analyzed, and the attenuation characteristics of atmospheric absorption are considered. The effects of different roughness on the reception power and RMS delay spread of millimeter-wave indoor propagation are discussed in detail, and the practicability of simulation is considered. The propagation characteristics of millimeter wave in 60GHz frequency band are simulated based on SBR/Image method in the real indoor complex home environment. The data results are statistically analyzed and the propagation characteristics of the line-of-sight environment and non-line-of-sight environment are discussed respectively. The influence of different polarization modes on the RMS delay spread and the effect of different roughness of the reflectance surface on the RMS delay spread are 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：1781675