Рек. Мсэ-r p. 1238-4 РЕКОМЕНДАЦИЯ Мсэ-r p. 1238-4 Данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования для планирования систем радиосвязи внутри помещений и локальных зоновых радиосетей в частотном диапазоне 900 мгц – 100 ггц
жүктеу/скачать 0.55 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.5 Модели, учитывающие особенности места
- 5 Влияние поляризации и диаграммы направленности антенны
- 5.1 Распространение в пределах прямой видимости
4.4 Статистические моделиСтатистические модели являются результатом обобщения большого числа измерений, причем таким образом, чтобы их можно было использовать для имитации передач сигналов. Например, можно осуществить имитацию с помощью модели дискретного, в широком смысле стационарного канала с некоррелированным рассеянием (WSSUS). Один из способов такой имитации состоит в замене многочисленных трасс рассеяния, которые могут существовать в реальном канале, лишь несколькими N многолучевыми компонентами в модели. Затем с помощью сложных, меняющихся во времени Гауссовых процессов gn(t) моделируется суперпозиция неразрешенных многолучевых составляющих, приходящих под разными углами и с временными задержками, близкими по величине к задержке tn n-ой многолучевой составляющей модели. Тогда импульсная характеристика h(t) будет определяться как: где pn – принимаемая мощность n-ой многолучевой составляющей модели. Такая статистическая модель требует соответствующих параметров для каждой составляющей.
В методе, основанном на геометрической оптике, существуют два основных подхода: использование изображений и возбуждение луча. В методе изображений используются изображения приемника по отношению ко всем отражающим поверхностям окружающей среды. Рассчитываются координаты всех изображений, а затем определяются траектории лучей по направлению к этим изображениям. Подход с возбуждением луча предполагает равномерное распределение ряда возбужденных лучей в пространстве вокруг передающей антенны. Траектория каждого луча прослеживается до тех пор, пока он не достигнет приемника, или его амплитуда не упадет ниже заданного уровня. Сравнение подхода с возбуждением луча и подхода с использованием изображений показывает, что первый метод более гибкий, поскольку дифрагированные и рассеянные лучи можно рассматривать вместе с зеркально отраженными. Далее, используя метод расщепления луча или вариационный метод, можно сократить время расчетов, сохранив при этом требуемое разрешение. Метод возбуждения луча подходит для прогнозирования импульсной характеристики канала, обслуживающего обширную зону, тогда как метод изображений хорош для прогнозов в случае связи пункта с пунктом. Детерминированные модели, как правило, основаны на ряде предположений о влиянии строительных материалов здания на характеристики распространения на рассматриваемой частоте. (См. п. 7 о свойствах строительных материалов). Модель, учитывающая особенности места, должна учитывать и геометрию помещения, отражение, дифракцию, и передачу сигнала через стены. Импульсную характеристику в заданной точке можно представить как: где:
h(t) : импульсная характеристика; N : число падающих лучей; Mrn : число отражений n-го луча; Mpn : число проникновений n-го луча; nu : коэффициент отражения n-го луча от u-ой стены; Pnv : коэффициент проникновения n-го луча через v-ю стену; rn : длина трассы n-го луча; n : задержка n-го луча. Траектории лучей, отраженных от стен и других поверхностей или проникших сквозь них, рассчитываются с помощью уравнений Френеля. Следовательно, комплексная диэлектрическая проницаемость строительных материалов здания должна быть исходным параметром. Измеренные значения диэлектрической проницаемости некоторых строительных материалов приведены в п. 7. Для адекватного описания принимаемого сигнала, в модель, помимо отраженных и проникших сквозь стену лучей, которые присутствуют в уравнении (5), должны быть включены дифрагированные и рассеянные лучи. В частности, это относится к случаю работы в таких помещениях, как коридоры, где имеются углы, и в других аналогичных условиях распространения. Для расчета дифрагированных лучей можно использовать однородную теорию дифракции (UTD). 5 Влияние поляризации и диаграммы направленности антенныВ условиях приема внутри помещений существует не только прямая трасса распространения между передатчиком и приемником, но также и трассы отраженных и дифрагированных лучей. Отражательные свойства строительных материалов зависят от поляризации, угла падения волны и комплексной диэлектрической проницаемости материалов, что отражено в формуле отражения Френеля. Углы прихода многолучевых составляющих распределяются в зависимости от ширины луча антенны, структуры здания и местоположений передатчика и приемника. Поэтому вид поляризации и эффективная диаграмма направленности антенны могут существенно влиять на характеристики распространения внутри помещения. 5.1 Распространение в пределах прямой видимостиПринято считать, что для каналов прямой видимости (LoS) направленные антенны уменьшают среднеквадратичное значение разброса задержки по сравнению с всенаправленными и что круговая поляризация (CP) также уменьшает их по сравнению с линейной поляризацией (LP). Следовательно, в данном случае направленная антенна с круговой поляризацией может служить эффективным средством уменьшения разброса задержки. Основной механизм зависимости задержки от поляризации, может быть связан с тем фактом, что когда сигнал с круговой поляризацией падает на отражающую поверхность под углом, меньшим угла Брюстера, обычное направление отраженного луча круговой поляризации меняется на обратное. Изменение направления луча с круговой поляризацией на обратное при каждом отражении означает, что приходящие после однократного отражения многолучевые составляющие ортогонально поляризованы по отношению к компоненте LoS; это позволяет исключить значительную часть помех, обусловленных многолучевостью. Данное явление не зависит от частоты, что было предсказано теоретически и подтверждено экспериментами по распространению, проведенными внутри помещений в частотном диапазоне 1,3–60 ГГц. Данное утверждение справедливо как для систем связи внутри помещения, так и для наружных систем. Поскольку для всех существующих строительных материалов угол Брюстера превышает 45°, многолучевость за счет однократного отражения (то есть основной источник многолучевых составляющих) эффективно подавляется в большинстве помещений, независимо от характера интерьера и конструктивных материалов помещения. Возможное исключение составляют помещения, такие как длинные коридоры, в которых очень большие углы падения доминируют над многолучевостью. Изменение среднеквадратичного значения разброса задержки на линиях подвижной связи также уменьшается, когда используются антенны с круговой поляризацией. Поскольку многолучевые составляющие распространения распределены в зависимости от угла прихода, эти составляющие за пределами ширины луча антенны подвергаются пространственной фильтрации за счет использования направленной антенны, так что разброс задержки может быть уменьшен. Измерение параметров распространения внутри помещения, а также имитация траекторий луча на частоте 60 ГГц при использовании всенаправленной передающей антенны и приемных антенн четырех различных типов (всенаправленная, с широким лучом, стандартная рупорная и с узким лучом), направленных в сторону передающей антенны, показывают, что подавление составляющих с задержкой эффективнее осуществляется с помощью более узких значений ширины луча. В таблице 6 приведен пример зависимости статического среднеквадратичного разброса задержек при использовании направленности антенны, не превышаемых на уровне 90-й процентили, полученный в результате имитаций траекторий луча на частоте 60 ГГц в пустом служебном помещении. Можно заметить, что уменьшение среднеквадратичного значения разброса задержек не всегда является желательным, поскольку при этом могут увеличиваться динамические диапазоны замираний широкополосного сигнала в результате недостаточного частотного разнесения. Кроме того, можно заметить, что некоторые схемы передачи используют преимущества многолучевого распространения. ТАБЛИЦА 6 Пример зависимости статического среднеквадратичного значения разброса задержек от направленности антенны
жүктеу/скачать 0.55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
, (4)
, (5)