基于SBR和FDTD混合方法的室内28GHz毫米波传播特性研究
本文选题:28GHz毫米波 + 室内环境 ; 参考:《南京邮电大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着第四代通信技术的不断完善,第五代移动通信系统提出了更高传输速率和更大带宽的需求,毫米波因为具有宽频带特性,可以解决第五代通信系统中的高速宽带无线介入问题,进而成为当前研究热点。本文基于SBR和FDTD混合方法研究了室内28GHz毫米波的传播特性,对28GHz频段毫米波传播特性进行了测量和仿真,为毫米波室内通信网络的规划设计提供了有效的理论依据。首先,本文介绍了现今室内毫米波传播的研究热点频段、研究现状和基本特性,阐述了SBR和FDTD混合方法的基本理论,同时对REMCOM仿真软件和28GHz毫米波测量系统做了简要描述。其次,分别在T型和L型非视距走廊下进行了仿真,并与已知文献中的毫米波传播测量结果进行了比较。同时,也在直走廊、办公室等室内环境下对28GHz毫米波传播进行了实际测量和仿真工作,并将仿真结果与测量结果进行了对比分析,验证了通过SBR和FDTD混合方法研究毫米波室内传播特性的可行性。然后,在大型商场环境进行了28GHz毫米波传播特性的仿真,讨论了仿真的计算深度,分析了反射、绕射和透射等传播机制的影响,并在传播特性上将28GHz毫米波频段与2.4GHz通信频段进行了比较,同时进一步分析了不同材质对28GHz毫米波传播特性的影响,可以得到以下结果:(1)考虑四次反射、两次透射和一次绕射时,能够兼顾仿真的效率和准确性。(2)与2.4GHz通信频段相比,28GHz毫米波有着更大的路径损耗和更小的时延扩展,尤其适合短距离视距通信。(3)若在商场等典型复杂环境中使用相对介电常数较小的材质作为墙壁,可以降低时延扩展,更有利于室内无线通信。最后,在家居环境中,重点对28GHz毫米波传播特性的时延扩展进行了仿真分析。本文仿真分析可得,在视距环境下,相比线性极化波,圆极化波更能有效降低时延扩展,提高通信系统的抗干扰能力;同时,视距传播环境下墙体表面粗糙度对毫米波时延扩展的影响较为显著,而非视距环境下影响并不明显。
[Abstract]:With the continuous improvement of the fourth generation communication technology, the fifth generation mobile communication system has put forward the demand of higher transmission rate and larger bandwidth. It can solve the problem of high-speed broadband wireless intervention in the fifth generation communication system, and then become the research hotspot. In this paper, the propagation characteristics of indoor 28GHz millimeter wave are studied based on the mixed method of SBR and FDTD. The propagation characteristics of the millimeter wave in the 28GHz band are measured and simulated, which provides an effective theoretical basis for the planning and design of the millimeter wave indoor communication network. Firstly, this paper introduces the hot frequency band of indoor millimeter wave propagation, the research status and basic characteristics, expounds the basic theory of SBR and FDTD hybrid method, and gives a brief description of REMCOM simulation software and 28GHz millimeter wave measurement system. Secondly, simulations are carried out under T and L type non-line-of-sight corridors, respectively, and the results are compared with the results of millimeter wave propagation measurements in known literatures. At the same time, the 28GHz millimeter wave propagation is measured and simulated in the indoor environment, such as the straight corridor and the office, and the simulation results are compared with the measured results. The feasibility of studying the indoor propagation characteristics of millimeter wave by SBR and FDTD is verified. Then, the propagation characteristics of 28GHz millimeter wave are simulated in the large-scale shopping mall environment. The computational depth of the simulation is discussed, and the influence of the propagation mechanisms, such as reflection, diffraction and transmission, is analyzed. The 28GHz millimeter wave band is compared with the 2.4GHz communication frequency band in the propagation characteristics. At the same time, the influence of different materials on the 28GHz millimeter wave propagation characteristic is analyzed. The following results: 1) considering four reflections are obtained. In the case of two transmissions and one diffraction, the efficiency and accuracy of the simulation can be taken into account. (2) compared with the 2.4GHz communication band, the 28GHz millimeter wave has greater path loss and smaller delay spread. It is especially suitable for short range visual range communication. (3) if the material with relatively small dielectric constant is used as the wall in typical complex environment such as shopping mall, the delay spread can be reduced, and the indoor wireless communication will be more favorable. Finally, in the home environment, the delay spread of 28GHz millimeter wave propagation characteristics is simulated and analyzed. In this paper, the simulation results show that the circular polarization wave can effectively reduce the delay spread and improve the anti-jamming ability of the communication system compared with the linear polarization wave in the line-of-sight environment. The effect of wall surface roughness on millimeter-wave delay propagation is significant in the environment of horizon propagation, but not in non-line-of-sight environment.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN928
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,本文编号:1956970
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