基于时域射线追踪与FDTD混合方法的UWB室内传播信道模型研究

论文摘要

超宽带(UWB)技术已经逐渐成为无线通信领域开发的一个热点,并被视为下一代通信的关键技术之一,因为具有高传播速率、大系统容量、强抗多径干扰能力、低功耗和低成本等优点。本文采用射线追踪结合FDTD混合建模方法建立室内超宽带信道模型,对简单室内环境中的UWB信号的传播特性进行了仿真和分析。本文研究的主要内容如下:(1)研究射线跟踪以及FDTD的相关理论知识,基于两种方法的优缺点,阐述了采用射线跟踪结合FDTD混合法建立确定型信道模型的优势。(2)研究射线跟踪法的三维射线追踪技术,选择SBR/镜像法的射线跟踪技术,采用FDTD法处理室内棱角处的场强。(3)对室内UWB信号传播特性进行深入研究,通过MATLAB编程仿真出简单室内环境下的室内接收总功率分布;室内平均附加时延分布以及均方根时延扩展分布;室内路径损耗与距离的关系;电参数对传播特性的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 UWB 信道模型研究现状
• 1.2 UWB 室内信道传播模型建模方法
• 1.3 UWB 相关概念
• 1.3.1 UWB 的定义
• 1.3.2 UWB 的主要信道特征
• 1.3.3 UWB 技术的特点及应用
• 1.4 本文主要研究工作
• 第二章 UWB 室内信道统计模型
• 2.1 S.V 室内信道模型
• 2.2 IEEE802.12.3aUWB 信道多径模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于时域射线追踪与FDTD混合方法的多径模型
• 3.1 射线追踪法
• 3.1.1 射线追踪法的基本原理
• 3.1.2 三维射线追踪技术
• 3.1.3 室内时域多径传播模型
• 3.2 FDTD 基本原理
• 3.3 射线跟踪和FDTD 混合建模法
• 3.4 程序流程图
• 3.5 本章小结
• 第四章 UWB室内信道传播模型
• 4.1 仿真环境
• 4.2 发射信号
• 4.3 信道输出
• 4.4 室内多径信道模型直观图
• 4.5 本章小结
• 第五章 UWB信号室内传播特性的仿真及分析
• 5.1 室内接收功率分布
• 5.1.1 室内XOY 平面接收总功率分布
• 5.1.2 室内XOZ 平面接收总功率分布
• 5.1.3 室内YOZ 平面接收总功率分布
• 5.2 室内平均附加时延与均方根时延扩展分布
• 5.2.1 室内平均附加时延分布
• 5.2.2 室内均方根时延扩展分布
• 5.3 室内路径损耗
• 5.4 电参数对传播特性的影响
• 5.4.1 介电常数对传播特性的影响
• 5.4.2 电导率对传播特性的影响
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献