射線跟蹤模型及其在lte網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用

《射線跟蹤模型及其在lte網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、射線跟蹤模型及其在LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用【摘要】本文主要介紹了射線跟蹤模型，并與傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行了對(duì)比，然后對(duì)其在LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。通過微蜂窩環(huán)境下的測試結(jié)果，說明了射線跟蹤模型能夠很好的模型密集市區(qū)環(huán)境下無線信號(hào)的傳播?！娟P(guān)鍵字】射線跟蹤傳播模型crosswaveLTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃一、概述無線傳播模型是描述無線電波在介質(zhì)中傳播特性的數(shù)學(xué)模型，在無線蜂窩系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，使用無線傳播模型可以精確模擬未來的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供驗(yàn)證提供基礎(chǔ)。同時(shí)一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的傳播模型結(jié)合鏈路預(yù)算結(jié)果可以估算基站小區(qū)半徑，為無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提

2、供重要依據(jù)。二、射線跟蹤模型無線傳播模型按照來源性質(zhì)可分為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀虢?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃痛_定性模型：經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪歉鶕?jù)大量的測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析后導(dǎo)出的公式，常用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶∣kumura-Hata模型、COST231-Hata模型及室內(nèi)傳播模型；半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪窃诮?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上，基于大量測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模型，常用半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶⊿tandardMacrocellModel和SPM模型；確定性模型是直接應(yīng)用電磁場理論計(jì)算出來的傳播模型，射線跟蹤模1型是一種確定性模型，常用的射線跟蹤模型包括CrossWave模型、Volcano模型及MYRIAD模型。2.

3、1射線跟蹤模型介紹射線跟蹤模型是一種確定性模型，該模型可以模擬電磁波傳播過程中的直射、反射和繞射過程，跟蹤所有從基站發(fā)射出來的射線，從而辨認(rèn)出多徑信號(hào)中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間所有可能的射線路徑。一旦所有路徑辨認(rèn)出來，就可以根據(jù)相關(guān)電波傳播理論計(jì)算出每條射線的相位、幅度、延遲和極化，然后結(jié)合天線圖和系統(tǒng)帶寬，計(jì)算出接收機(jī)位置處所有射線的相干合成結(jié)果。2.2射線跟蹤技術(shù)主要思路射線跟蹤技術(shù)的主要思想是將天線理想化為一源點(diǎn)，大量電磁波射線由該源點(diǎn)均勻的輻射出去，然后由電子計(jì)算機(jī)程序追蹤各條射線的路徑。源射線在傳播過程中，先利用計(jì)算機(jī)程序的算法

4、判斷是否有視距路徑，若沒有檢測到源射線與建筑物相交，則直接計(jì)算接收?qǐng)霾⒏櫫硪粭l射線；如果檢測到有相交的情況，則源射線便被程序分解為折射射線和反射射線，這兩條射線都從源射線與建筑物體的交點(diǎn)發(fā)射出去，接著用類似源射線的處理方法來處理這些射線，即判斷折射射線和反射射線在到達(dá)接收點(diǎn)前是否與建筑物相交。對(duì)計(jì)算過程中產(chǎn)生的新的繞射射線，可以利用繞射理論將其加入總場計(jì)算中。射線強(qiáng)度隨著傳播距離的增加而衰減，計(jì)算2過程則持續(xù)到射線強(qiáng)度下降到門限以下或無相交時(shí)為止。2.3射線軌跡算法原理射線跟蹤技術(shù)采用特定的算法計(jì)算射線的軌跡，常用的兩類算法是正向

5、射線跟蹤法和反向射線跟蹤法。正向射線跟蹤法，即測試射線法，指從源點(diǎn)（基站等）出發(fā)，向周圍的球面空間均勻發(fā)射出大量的射線，并跟蹤所有射線的方法。為了確認(rèn)每一條射線是否到達(dá)接收點(diǎn)，需要引入接收球的概念：接收球設(shè)置合理的半徑才能夠有效捕捉到源點(diǎn)散開的射線。如果接收球半徑太大，將會(huì)有超過一條的射線被接收點(diǎn)錯(cuò)誤接收；如果接收球半徑太小，則有些接收點(diǎn)接收不到射線。測試射線法將所有到達(dá)接收機(jī)的射線做相干疊加，計(jì)算出接收點(diǎn)的場強(qiáng)。流程圖如下：反向射線跟蹤法，也就是鏡像法，是基于反射定律、折射定律和解析幾何理論的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)跟蹤技術(shù)，即從場點(diǎn)（接收機(jī)）出發(fā)

6、，反向跟蹤每一條可能從發(fā)射線到接收點(diǎn)的路徑。一般情況下，跟蹤所有能從源點(diǎn)（發(fā)射機(jī)）到達(dá)場點(diǎn)（接收機(jī)）的路徑是不可能的?？紤]到電磁波傳播過程中場的衰減，可以忽略那些到達(dá)接收機(jī)時(shí)幅度很小的傳播路徑。對(duì)于室外接收機(jī)而言，可以忽略透射進(jìn)入建筑物內(nèi)部的射線，只需考慮直射、反射和繞射。正向射線跟蹤法流程簡單、計(jì)算快速有效，適用于僅需要信號(hào)覆蓋預(yù)測的研究目標(biāo)；反向射線跟蹤法流程復(fù)雜但精3確度高，適用于需分析無線通信信道特性及需計(jì)算相關(guān)相位和極化信息的研究目標(biāo)。三、射線跟蹤模型與其他模型對(duì)比3.1各模型適用范圍各類傳播模型的適用范圍如表1：模型分類

7、適用范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測半徑大于1km的宏小區(qū)1、對(duì)地理環(huán)境信息的細(xì)節(jié)沒有要求；2、應(yīng)用于信息不準(zhǔn)確的環(huán)境里并能迅速得出結(jié)果。不能對(duì)路損給出準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測半徑大于1km的宏小區(qū)1、對(duì)地圖要求較低（無需建筑物高度圖層）、成本低、速度快；2、實(shí)際工程中采用最多；精確度相對(duì)較低確定性模型支持所有小區(qū)類型，適合于預(yù)測半徑小于1km的微小區(qū)和微微小區(qū)1、能精確考慮地理環(huán)境信息所帶來的影響；2、能準(zhǔn)確預(yù)測很寬的頻帶內(nèi)的無線信號(hào)傳播特點(diǎn)，從而提供對(duì)系統(tǒng)整體性能的估計(jì)1、對(duì)地圖精度要求高、成本高；2、計(jì)算量大，速度慢；3、精確度較

8、高。表143.2與實(shí)際測試對(duì)比以深圳羅湖火車站區(qū)域?yàn)槔?yàn)證射線跟蹤模型在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用效果，同時(shí)與SPM模型的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可知射線跟蹤模型的精確度。本次仿真采用OrangeLab公司的Crosswave、深圳市關(guān)內(nèi)區(qū)域5m精