室內非視距環境超寬帶信道建模及其仿真

李雙德

【摘要】 一種應用于室內帶金屬家具非視距環境的超寬帶信號信道仿真模型，用以分析超寬帶信號經室內反射、透射和繞射傳播后的時域電場強度，同時比較分析仿真中得到的視距和非視距傳播中的接收功率等傳播參數。

【關鍵詞】 超寬帶信號 時域射線跟蹤法 非視距

一、引言

近幾年，超寬帶技術具有傳播速率高、系統容量大、功耗和成本低等優點，在室內、近距離、高速率以及能量受限的傳感器網絡等場景下頗具吸引力[1]。

本文仿真基于時域射線跟蹤法對非視距室內復雜環境中的超寬帶信號的傳播特性開展研究，可以為超寬帶通信系統室內覆蓋提供依據。

二、仿真結果與分析

利用文獻[2]針對室內復雜環境進行建模仿真。仿真所用時域信號為二階高斯脈沖，其表達式為：

仿真環境平面圖如圖1所示，其中兩個房間尺寸均為長4m，寬5m，高5m. 房間內的金屬家具任意擺放在房間內，其長、寬、高均為1m. 兩個房間的中間被1m厚的墻隔開，發射和接收天線高度分別為1.5m和1m. 仿真房間的電磁參數如表1所示。

視距接收點RX1和非視距接收點RX2的功率延遲分布如圖2-3所示。從圖2和圖3中知，由于視距傳播直射路徑直接到達接收點，無阻礙物的限制，所以到達RX1的時間要比到達RX2的時間短。視距傳播是直達射線，占大部分功率，多次反射、透射和繞射射線攜帶的能量很小；而非視距傳播攜帶能量最強的射線是透射射線，多次反射和繞射射線所攜帶的能量也比較大。

三、結論

仿真對比分析可知：在視距傳播中，直射路徑最先到達且信號最強，在全部的多徑信號中占絕大部分能量；在非視距傳播中，沒有直射路徑時，透射路徑最先到達。

參 考 文 獻

[1]劉偉榮，何云. 物聯網與無線傳感器網絡[M]. 北京：電子工業出版社， 2013：118-119.

[2]Wang Y， Zhang M G， Zhang Q Y， Xu G N. Simulation of UWB Pulsed Indoor Propagation Channel[J]. IEEE International Symposium on Microwave， Antenna， Propagation， and EMC Technologies For Wireless Communications.2007：807-810.