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室内电波传播预测及其在PHS室内覆盖系统中应用

作　者: 赵昵丽
导　师: 廖斌
学　校: 华东师范大学
专　业: 无线电物理
关键词: 室内电波传播射线跟踪法时域有限差分法小灵通室内覆盖系统
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 232次
引　用: 4次
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内容摘要

近年来，室内无线通讯系统和实际应用成为研究的热门领域。室内环境中无线网络的有效设计、评估和安装是建立在对无线传播信道的准确描述之上。发射机和接受机之间的无线电波传播路径是由直射，反射和绕射所构成的。由于室内环境具有复杂的损耗结构，因此其中与建筑结构和工作频率密切相关的的传播特性是比较难预测的。射线跟踪技术是一种有效的室内无线传播建模方法。但是由于电波传播环境的复杂性，通常意义上的射线跟踪计算量极大，因此需要建立合适的射线跟踪模型。本文在参照了镜像法、射线管法等射线跟踪思想的基础上，提出了一种有效的基于虚拟源树的射线跟踪模型。该方法通过在树结构中定义反射源、绕射源，从而使整个射线跟踪过程更便捷高效，并且辐射源和接受点也被添加进树结构。通过搜索整个树结构，就能找出所有从发射机到接受机的有效传播路径，使计算更加方便有效。 FDTD方法是一种相对成熟的电磁方法，能够高效地对室内的场分布进行分析建模。通过直接解时域的Maxell方程，FDTD能够完全计算所有反射、衍射和散射波所造成的影响。本论文运用基于FDTD方法的软件XFDTD，对室内电波传播进行建模、仿真，并将所得到的结果与前面射线跟踪的结果进行了比较。最后，射线跟踪模型被应用于实际的PHS室内覆盖系统工程中。通过对预测结果和实际测量结果的比较，证实了该射线跟踪模型的有效性。

全文目录

论文摘要  6-7
Abstract  7-8
目录  8-10
第一章绪论  10-16
  1.1 电波传播预测的国内外发展概况  10-13
    1.1.1 统计模型  10-11
    1.1.2 确定模型  11-12
    1.1.3 室内模型  12-13
  1.2 PHS室内覆盖系统的概况  13-14
    1.2.1 PHS系统介绍  13-14
    1.2.2 PHS室内覆盖系统  14
  1.3 本论文的研究意义及主要工作  14-16
    1.3.1 本论文的研究目的与意义  14-15
    1.3.2 本论文的主要工作与创新  15-16
第二章射线跟踪法  16-31
  2.1 射线跟踪理论基础  16-26
    2.1.1 射线基坐标系  16-17
    2.1.2 反射场和透射场的计算  17-20
    2.1.3 绕射场的计算  20-25
    2.1.4 路径损耗的计算  25-26
  2.2 几种常用的射线跟踪方法  26-31
    2.2.1 镜像法  26-27
    2.2.2 极小光程法  27
    2.2.3 测试射线法  27-28
    2.2.4 射线管法  28-29
    2.2.5 入射反射线法  29-31
第三章虚拟源射线跟踪法  31-47
  3.1 虚拟源法  31-39
    3.1.1 虚拟源及其可视范围  31-32
    3.1.2 虚拟源树结构  32-33
    3.1.3 有效性检测  33-35
    3.1.4 透射墙面的镜向  35-36
    3.1.5 虚拟源树结构的程序实现  36-39
  3.2 射线跟踪步骤  39-40
  3.3 程序界面简介  40-42
  3.4 计算结果与分析  42-47
    3.4.1 房间内的路径损耗  43-44
    3.4.2 虚拟树的阶数选择对计算结果的影响  44-45
    3.4.3 绕射场对计算结果的影响  45
    3.4.4 相位对计算结果的影响  45-47
第四章时域有限差分法  47-59
  4.1 时域有限差分法的理论基础  47-53
    4.1.1 有限差分的概念  47-48
    4.1.2 直角坐标中的FDTD  48-51
    4.1.3 吸收边界条件  51-53
  4.2 XFDTD软件对室内电波传播的预测  53-59
    4.2.1 XFDTD软件简介  53-54
    4.2.2 XFDTD软件用于室内电波传播预测  54-59
第五章射线跟踪模型在 PHS室内覆盖系统中的应用  59-69
  5.1 PHS电波传播分析  59-64
    5.1.1 损耗衰落和多径特性  59-62
    5.1.2 PHS室内传播损耗预测模型  62-63
    5.1.3 PHS电波传播的损耗模型的建立  63-64
  5.2 PHS室内覆盖系统  64-66
    5.2.1 室内覆盖系统的意义与目的  64
    5.2.2 室内覆盖系统的设计思想  64-66
    5.2.3 室内覆盖系统的组成与配置  66
  5.3 预测结果与实测结果的比较分析  66-69
第六章总结与展望  69-71
  6.1 论文总结  69-70
  6.2 不足与后续工作展望  70-71
参考文献  71-75
致谢  75-76
作者攻读硕士学位期间发表的论文  76

室内电波传播预测及其在PHS室内覆盖系统中应用

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