【摘 要】
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移动互联网和物联网业务的快速发展,使得人们对通信速率和容量的需求越来越大,这对移动通信系统设计带来了巨大的挑战。建立信道模型是信道特性分析与移动通信系统设计的重要
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移动互联网和物联网业务的快速发展,使得人们对通信速率和容量的需求越来越大,这对移动通信系统设计带来了巨大的挑战。建立信道模型是信道特性分析与移动通信系统设计的重要途径。为了提高频谱资源利用效率,小区的覆盖范围不断变小,小区间建筑物高度和密集度差异愈加明显,小区间的统计相似性消失,使得电波传播经验模型不再有效,因此需要建立一种精确的电波传播预测模型来分析信道特性。本文实现了基于射线跟踪法的三维确定性信道建模平台,并基于测量数据验证了其有效性。主要研究工作如下:(1)三维射线跟踪平台实现研究。本文以三维数字化场景为基础,使用Matlab软件作为开发平台,结合几何光学、几何绕射理论和一致绕射理论,考虑了直射,反射,透射和绕射传播机制,完成了射线路径确定及接收场强计算,实现了三维射线跟踪平台。射线跟踪算法的精确性依赖于对传播环境的精确描述。本文利用三维建模软件实现室内场景的数字化,建立全局直角坐标系,以几何平面来假设现实中的墙体、屋顶、地板等实体结构,同时根据实际材料对平面进行材质描述。数字化场景的描述文件结构清晰,存取简单,便于计算机解析处理。该方法可扩展性强,满足大部分场景建模需求。对于射线有效性判断,使用平面投影算法,提高了效率。在电场计算中,耦合了天线响应,便于后续扩展。(2)射线跟踪平台有效性验证。探索了仿真平台有效性的评估方法,基于测量数据,对射线跟踪平台在功率、时延和角度方面的预测进行了验证,同时结合标准化信道模型,进行仿真平台有效性的评估。结果表明时延、角度等参数特性相一致,验证了该射线跟踪平台的有效性。该平台实现了信道的精细化建模,能够建立不同场景下的三维信道模型,满足了信道参数特性的研究需求,为工程界后续研究5G关键技术提供了一定的基础。
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