Разработка гибридной модели распространения радиоволн внутри помещений с учетом затенения фиксированными и подвижными объектами

• Автор: Чжо Чжо Ньян Лин
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание
Введение

Список обозначений

Глава 1. Методы моделирования затухания сигнала в помещениях и многоэтажных

зданиях для задач построения современных систем связи

Г. 1. Общие вопросы распространения радиоволн в помещениях

1.2. Влияние ограниченности объемов на распространение

1.3. Электромагнитные волны в свободном пространстве

1.4. Электромагнитные волны внутри помещения

1.5. Рекомендации по выбору модели распространения волн в помещениях

1.6. О классификации моделей распространения радиоволн в помещениях

1.7. Краткий обзор наиболее популярных моделей
1.8. Выводы и постановка задачи
Глава 2. Методы и аппаратура экспериментальных исследований
2.1. Описание экспериментов и помещений
2.2. Схема проведения экспериментальных исследований по измерению уровня
сигнала-в пределах прямой видимости внутри здания при разной высоте расположения антенн
2.3. Схема проведения экспериментальных исследований по измерению уровня
сигнала на разных этажах
2.4. Эксперименты по исследованию влияния людей на распространения
радиоволн в помещении
2.5. Схема проведения эксперимента вне здания
2.6. Схема проведения эксперимента при низко расположенной антенне
приемника
2.7. Используемые приборы и антенны
2.8. Методики измерений
2.9. Проверка модели для помещений СОБ7
2.10. Выводы
Глава 3. Построение пятилучевой модели
3.1. Обоснование приближений для расчета коэффициентов отражения

3.2. Пятилучевая модель для помещений и ее модификации
3.3. Моделирование с помощью пятилучевой модели для горизонтально
поляризованной волны с учетом размеров и геометрии помещений
3.4. Моделирование с помощью пятилучевой модели для нормально поляризованной волны с учетом размеров и геометрии помещений
3.5. Выводы по предварительным результатам моделирования на основе
пятилучевой модели
3.6. Моделирование затухания сигнала с учетом размеров и геометрии
помещений
3.7. Расчеты по пятилучевой модели
3.8. Выводы
Глава 4. Построение и верификация гибридной модели
4.1. Особенности гибридной модели
4.2. Уточненные эмпирические коэффициенты для многоэтажных зданий
4.3. Учет эффектов затенения
4.4. Особенности моделирования потерь при переходе сигнала из открытого
пространства в помещение
4.5. Выводы
Глава 5. Примеры применения гибридной модели
5.1 Моделирование для развертывания и эксплуатации сетей передачи данных в помещениях
5.2 Анализ потерь сигнала в многоэтажных зданиях в приложении к современным сетям связи
5.3 Анализ затенения неподвижными группами людей
5.4 Возможные приложения к системам М1МО и 1ШВ
5.5 Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение:
Актуальность проблемы
Стоящее на повестке: дня, внедрение систем, сотовой связи 4-го поколения: требует бесшовного объединения: гетерогенных сетей: при, высоких скоростях отоков передаваемой (принимаемой), информации. Не. за горами время; когда-бонент сможет работать в едином телекоммуникационном пространстве, объединяющем как известные технологии (например, WiFi, WiMAX, ZigBee, сотовая связь, GAS'/ГЛ1 О НА С С), так и новые решения: Причем эти технологии Д лжны устойчиво работать независимо от места размещения приемника и передатчика, в стационарном и мобильном вариантах - в автомобиле, зале
Дания аэропорта, в самолете и т.д. Наиболее важными параметрами для анализа условий распространения обычно являются: характеристика затухания, и ее среднеквадратичное отклонение, распределение задержек сигнала при многолучевом распространении [ 1 -4].
Различают стационарные (статические) модели (описывающие усредненные параметры затухания сигнала в любой точке пространства в зависимости от р сстояния от передатчика) и импульсные модели (изучающие динамику менения сигнала, задержки при многолучевости, так называемые «углы р 1тия» сигнала в приемник). Первые имеют наибольшее ■ распространение, удобны как для оценок мощности сигнала в помещении, так.и для прогнозирования минимальных и максимальных уровней мощности при построении систем связи [5-Ю]. Вторые обычно используют в виде пакетов, прикладных программ для, изучения времязависимых параметров.
Наиболее сложно проблема моделирования (предсказания) уровня сигнала стоит д я систем связи, используемых в помещениях, в которых (кроме указанных) возникают дополнительные факторы «случайности»: затенение (OLOS, obsrtucted line of-sight) сигналов оборудованием, мебелью (стационарное затенение) или людьми (мобильное затенение) [11-15]., В соответствии с рекомендациями Международного союза электросвязи (МСЭ) в помещениях модель должна учитывать множество дополнительных факторов: потери распространения и
Анализ коэффициентов отражения от элементов помещений
Коэффициент отражения представляет собой отношение комплексных амплитуд напряженности электрического поля падающей и отраженной воли, и сам является величиной комплексной. Модуль и фаза коэффициента отражения Р зависят от электрических параметров сред (от диэлектрической проницаемости и удельной электропроводности), от угла скольжения у, а также от поляризации падающей радиоволны.
Коэффициенты отражения получаются непосредственно из уравнений Максвелла при учете граничных условий при отражении, и в общем случае, когда отражающая поверхность является полупроводящей, т.е, в ней возникают токи смещения и токи проводимости; они выражаются следующими формулами
созю-л/г-щ-зт2 (р , . ( . I г •
Ъ = ) ' . р_(*-1у)с08у-У*-ге-8Ш
С05<р + л]е-1Р-8П т 2 ( - I ■ г~2 ' '
г ' * {£-^)С05<р + ^]Е-Щ-51П (р
где: g = бОЯсг, сг- проводимость среды, Л- длина волны излучения.
На рис. 1.12 представлены зависимости модуля и фазы коэффициента отражения при нормальной поляризации электромагнитного поля от угла скольжения при различных значениях е.