视距传播模式下粗糙度对接收功率的影响

【摘 要 】 本文基于入射及反弹射线法对视距传播模式下的信道电波传播特性进行研究.在不同粗糙度条件下,针对接收功率的分布情况以及其特点进行了比较分析.仿真结果与文献已知结论一致性良好.

【关 键 词 】 入射及反弹射线法 视距传播 接收功率

一、粗糙度

判定反射面是否光滑是根据瑞利准则.首先,用公式（1）来定义一个表面由于粗糙而凸起的高度hc：

（1）

其中θc是入射射线与反射面之间的角度.如果物体凹凸不平的高度差Δh

通常用反射系数来描述微波反射能量的损失情况,具体公式如下：

（2）

（3）

（4）

其中,R⊥、R∥分别为考虑了粗糙度影响的垂直极化和水平极化时的反射系数,θi为入射角,εr为建筑物表面相对介电常数,ρs为散射系数；σh为表征反射面粗糙度的标准方差.

二、环境模型

针对一个具体的室内复杂环境进行建模仿真,仿真信号频段选择移动通信频段2410 MHz,环境模型和参考文献[1]保持一致,该环境的平面结构图如图1所示.

模型长宽高分别为27.5m、1.6m、2.7m,地板、天花板厚度均为0.3m.墙体厚度为0.2m.玻璃门厚度为0.03m.图1 中发射天线距走廊左端1.5m.从发射天线开始设置接收天线组,直至25m处结束,天线间隔为0.05m,共501个接收点.

三、仿真结果

接收功率是接收信号强度大小的表征,决定着接收端是否能很好的接收信息,是评价通信系统的一个重要参数.粗糙度为0、0.025、0.05三种情况下接收功率的分布图如图2所示：

四、结论

图2显示了视距传播模式（LOS）下,接收功率在不同粗糙度的条件下伴随距离的变化情况.由图2可：知伴随着距离的增长,接收功率逐步减小；且粗糙度越大,接收功率减小的趋势越明显.这是由于考虑粗糙度,使反射能量会发生减少,多径信号减小,从而影响接收功率.于此同时,伴随着粗糙度的增加接收功率变化曲线也趋于平滑,这从侧边说明了多径信号的减少.同时,值得注意是同一个点的接收功率不一定会伴随着粗糙度的增加而减小.

参 考 文 献

[1] A. M. Hammoudeh, Millimetric welengths radio wes propagation for line of sight indoor microcellular mobile munications[J]. IEEE transcations on vehicular technology, 1995, 44（3）：449-460.

[2] 宋铮,张建华,黄冶. 天线与电波传播[M]. 西安：西安电子科技大学出版社,2003

[3] 刘伟. MIMO无线信道建模及其特性研究[D]. 天津大学硕士学位论文,2011.