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摘 要：2 `' R: G' s0 z ~6 o7 L! s* r& l+ M
本文针对微蜂窝环境中无线接收信号的特性分析问题，将射线跟踪方法与随机性模- f) f0 v' y4 `$ V7 _5 J3 K
型相结合，建立了基于虚拟源树的二维射线跟踪模型和宽带多径模型，并采用Matlab
- I# f9 U; y) ]1 f! v软件对模型进行求解和验证。
; M4 `4 k4 V" N# o. g6 l P9 _' P（1） 基本问题：利用射线追踪法获取电磁波的传输路径主要存在两个难题。一是7 U3 W) v8 z5 s0 Q0 k8 y
由于发射角量化精度不够，导致丢失路径；二是随着反射和绕射次数的增加，算法复杂# Q6 _. [( h; l7 Z7 a8 s/ d
度急剧上升。针对这一问题，本文采用基于虚拟源的射线追踪法获取路径。首先，算法1 U/ x0 W% D, Y/ Z2 K, v! v L
无需进行发射角量化，不易丢失路径；再次，根据城市模型的特性，提出了“虚拟墙”、
9 a, R$ }; ^- F \, ?“透光区”以及“光扇区”等概念，用来判定虚拟源的有效性，能够大幅度降低算法复1 ^) W5 j# Z G- T8 g& G: P5 p
杂度。同时，本文利用树状结构存储电磁波的反射与绕射信息，通过深度优先算法建立* \' h: w. t0 U B4 `
搜索树，在创建多叉树的同时，也完成了有效路径的获取，无须再次遍历，算法效率较4 G& l; Z$ }8 Q3 m
高。
0 \* N& ?, `/ } B5 b, G8 o: x' G( J T通过分析多对收发点的路径信息，获得了关于电磁波传输路径的三点规律：“十字/ h! [+ ~7 N/ G; {
路口”的传输路径很丰富；两点距离越远，传输路径数相对越少；传输路径数目关于地) G A7 t4 [$ R6 }
理位置是连续变化的。利用这些规律，能够在一定程度上指导基站设计和天线阵列方向1 G; B. }1 w' a- ^ C
图选择。$ U4 k) w1 r8 D, V3 `
（2） 宽带问题：现实环境中电波的传播过程是随机过程，射线跟踪方法是确定性
7 F3 h- z$ k$ x' `+ o& @1 F/ V0 f% Q方法，无法全面的描述多径传播的随机性。基于此，本文首先引入随机的初始相位对多+ x4 S3 H' R9 p9 M- j2 A7 z
径传播模型进行校正，使其具有随机性，然后利用时间平均代替集平均的方式，分析多' q) ]/ S5 z! p( l
波传播过程的包络统计特性，并且利用分布拟合检验方法对其概率密度函数进行判断，" ?, V& i0 l% ?/ T; I( @
发现多径传播的包络服从莱斯分布，并且与发射节点和目的节点位置有关，最后，针对
( o4 K$ U! A, |2 w' [1 i存在多个单频信号的宽带模型，利用统计学工具，对模型进行简化分析，通过计算相关
; L' Y& d- i- T, I- 2 -
. L# d* ^ C% E, h性， 包络特性， 包络特概率 密度函数 等参量 ，发现当 ，发现当 只存在单径传输时，各个频点信号的包络 只存在单径传输时，各个频点信号的包络 近似 相同 ，即信道是平 ，即信道是平 坦衰落 。而 各个频点的合成信号 的包络随机变化，并且服从 包络随机变化，并且服从 瑞利 分布， 当存在 多径， 但是在单个频点传输时多径， 但是在单个频点传输时多径 的合成包络随机变化，并且服从瑞利 的合成包络随机变化，并且服从瑞利 分布 ，上述性质 均与实际相符，从而 验证 了所提模型的合理性。1 ~/ [+ }3 |+ c6 @) Z% {
关键 词： 射线 跟踪方法 ；虚拟源； 多叉树- o$ p4 `$ ]' m5 h( A, r5 h9 Z
# j# P; L9 P7 c H |
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发表于 2014-8-30 18:23
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