室內復雜辦公環境中毫米波傳播特性仿真和分析

【摘要】 本文基于入射及反彈射線法/鏡像法對室內復雜環境中毫米波傳播特性進行研究分析。在考慮氧氣吸收和相對濕度的條件下，通過比較接收功率研究氧氣的吸收對毫米波傳播的影響。

【關鍵詞】 入射及反彈射線法/鏡像法 氧氣吸收損耗 接收功率

一、引言

Young Keun Yoon[1]提出了射線追蹤方法在非視距環境中辦公室走廊測量的有效性，證明了射線追蹤法可用于信道參數獲取，尤其是在60GHz頻段。C. Eklund[2]和王靜[3]提出氧氣對無線信號的吸收在60GHz達到峰值。本文將基于入射及反彈射線法/鏡像方法進行仿真與分析，討論室內復雜辦公環境中氧氣和水蒸氣的吸收損耗對60GHz頻段毫米波傳播的影響。

二、環境仿真

2.1仿真環境

仿真環境是長20米、寬10米、高2.9米的一個辦公室環境，其俯視平面圖如圖1所示。，發射機和接收機均為垂直極化全向天線。發射機位于辦公室正中央距離天花板0.2m處，接收機的運動路徑如圖1所示，高度為1.5m。墻、地板和天花板的材質為混凝土，相對介電常數為6.14，電導率為0.3S/m，屏風和辦公桌的材質為木板，相對介電常數為1.64，電導率為0.11S/m。

2.2仿真結果

60GHz信號的傳播受氧氣、水蒸氣以及相對濕度的影響比較大，自由空間損耗大約為15dB/km。所以在進行仿真分析時需考慮室溫、大氣壓和相對濕度。假定室內溫度20℃，氣壓101.325kpa，相對濕度50%，僅考慮3次反射進行仿真分析得出結果，如圖2所示。

三、結論

從圖2結果中可以看出，兩種條件下接收功率變化的趨勢沒有明顯的變化，在距離發射天線較遠的點衰減比較嚴重。當考慮氧氣吸收損耗時的平均接收功率為-56.78dB，而不考慮氧氣吸收損耗時的平均接收功率為-55.97dB。通過仿真結果分析比較相同位置的接收點，氧氣的吸收不僅使接收功率變低，還會導致接收路徑的數目減少。這些結果為毫米波通信系統進行室內短距離局域網的規劃設計提供了理論基礎。

參 考 文 獻

[1]Young Keun Yoon， Myoung-won Jung， Jong Ho Kim. Measurement and simulation for delay spread on the T-type hallway in indoor office building environment[C].Antennas and Propagation Society International Symposium （APSURSI）， 2010 IEEE .IEEE 2010：1-4

[2]C. Eklund and et al.， WirelessMAN ： Inside the IEEE 802.16 standard for wireless metropolitan area networks. IEEE Standards Information Network/IEEE Press，first ed.， May 2006. Table 14-30： CBLER， DL PUSC， ITU VehA 3 km/h， CC， ideal.

[3]王靜，楊旭，莫亭亭. 60GHz無線通信研究現狀和發展趨勢[J]. 信息技術，2008，03：140-144.