室内典型环境下毫米波传播特性的仿真与测量

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移动通信系统的巨大成功刺激了下一代无线通信系统的开发,新的无线通信系统需要更高的数据速率和更大的带宽。毫米波的宽频带特性可以有效解决高速宽带无线接入问题,所以毫米波无线通信技术是目前最具前景的短距离通信技术之一。本文基于入射及反弹射线法研究室内典型环境下毫米波的传播特性,并进行了仿真工作和实际的测量工作,为毫米波通信网络的室内分布与规划提供了重要的理论依据。首先,本文概述了无线电波传播的多径传播机制,分析了无线信道传播特性的主要性能指标和影响因素,并阐述了毫米波的特点。接着,介绍了入射及反弹射线法的基本理论,并重点描述了Wireless In Site软件和本文进行测量工作时所用的测量系统。其次,对空房间、会议室、走廊三个室内典型环境进行了建模与仿真,并将仿真的结果与实际的测量结果进行了对比,验证了本文方法的正确性。其中,本文实际测量的环境是会议室和走廊,空房间环境的测量结果是文献给出的。然后,在办公室环境中讨论了三种传播机制的计算深度,分析了四周墙面和办公桌的材质,对比了60GHz频段和2.4GHz频段的不同点,得出以下结论:考虑三次反射和一次透射时,能够兼顾计算的准确性和效率;办公室内物体使用电导率较小的材质,可使均方根时延扩展变小;与移动通信频段相比,毫米波的损耗较为严重,适用于短距离通信。最后,在家居环境中对视距和非视距环境的传播特性进行了仿真与分析,得到以下结论:在视距环境中,使用圆极化天线能减小均方根时延扩展,从而提高通信系统的抗干扰性能;在视距和非视距环境中,增加传播环境中物体的粗糙度会减小均方根时延扩展。
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