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1、，种用干预浏城市小区中电磁环境的计算模块 一llllllwelr.r.卜.吸1曰长EL.t心丹，卜r.t、，.百百L考.把，刀t妞卜k.，r.ul亚1r旅于.f.1， 毛钧杰 周力 国防科狡大学电于科拿与工粗攀吮 摘共谧利用射级皿踪技术和几 何级 赫、 : 一谈位烧封班治来分挤 城布本胜申曲无级 电 波 传扮问 趁，顶洲其电 滋环境、 分析其信道怜性的研兜， 在日外已 有近十年了 ，且 已 有 相 应 的 软 件出 炉， 而 国 内 在 这 方 百 的 研 究 还 不 是 很 多 . 本 文 介 绍了 我 们 对 建 产 这 种算法模块的一些研究。 1蔺 介 _ 传 统 的 小 区 . 盖 预
2、 侧 方 法 是 建 弃 在 熟 提 材 母 上 的 统 计 方 法 ， 要 求 不 同 小 区 之 间 具 有 统 计 相 似性。 流 而; 随 粉 移 动 洲 佰技 未 及 翔信 业务 的 发 展 使得小区的翅分趁来越小， 被称为 徽小 区、 ， 二加 上摘遭到举的限翻， 之间的倪称相创性的关不 丢失，从而位传统的统计方法失效。卒实上，砚在翻要一种确定的方法来分析徽小区 中的电已环倪及其谊通特性，于是， 用射晚服阵技术结合几何绕射、 一 来分析橄小区情况的方法便发展起来了。 射 线 . . 技 术 首 先 是 用 以 “ *t lg x o 中 的 光 A lt夜 ff . 显 然 ， 光
3、 的 绪 . 血 碑 和 电 盛 位 的 射 找 且 蛛 并 非 完 全 相 同 ， 但 在 分 析 粗小 他 射 ， 由 戈 徽 t i l 我 们 息 抢了 峪 刃 .、 电 幼萄的形晌， 仅考虑建筑物和油落的 圈狱，而趁些份索的尺寸是远大于通佑电 艘的 波长的， 很招几何光学原理， 井 结合几 何统射4 ， 级挂 翻 咐睡曲 倪可用 来曲 拐.小区 的 情 况 了 _ 2 徽块的主砚功能及其流理 关 于 伯 钧 模 型 的 建 立 、 及 其 后 的 场 的 计 算 ， 香 至 夏 进 一 步 关 于 这 个 小 区 环 境 卞 信 道 的 相 干 性 及 多 径 效 应 对 误 码 率
4、 的 形 响 够 方 面同 瓜 不 在 本 交 讨 龟 am ， 有 兴 趁 的 饭着 可 阅 读 相 关 资 料 ， 这 里 仪 lt的 热 立 工 作 饭 一 些 铂 越 一 由 于A U T O C A D建 撰 功 能比 较 翔， 挂班 筑 侧 和 地形 娜 可分 解为 由 个 个 面 片 所构 成的棋型， 故本棋块设定 钧入的 传抽棋型是 铂 1 U T O C A D盛立的 NDF A C E 的 iM文 件. 考虑到 构筑这么一个软件棋块既孺要有报翻曲玉雄翻形纽 示功能， 又描拼有很吸 的 计 算 功能 ， 由 于v c功 能 强 大 . 且 带 有 具 有 很 强圈 形 、 图
5、 像 功 能 的O P - G L库， 所以 本椒块选用v c编写。 计 算 所 ， 的 务 独 称 攀 部 包 含 在 D X F 文 件中 ， 舫 要 编 写p 粉 文 件与v c的 抉口 程 序， 关 于 这 方面的 内 容 有 很多 资 料 可今 考， 这 里 旋不 讨 论了 。 构 . 椒 型 是 由 一 个 个 的 面 片 构 成 ， 而 我 们 在 计 算 射 续 的 传 描 、 看看计算所舀的狱拐结 反 射 和 眺 射 时 ， 愉 姿 的 不 仅 仗 是 面 的 狱 妇， 还 需 要 劳 和 该 点 的 盆 据 ， 这 锐 裔 耍 建 立 包 含 相 应 信 息 的 面 衰 、
6、 劳 表和顶点 表。 例如对于一个四 面体 ( 图互 ) ， 其数据结构的形式 如下 ( 图2 ): 珍 葱万 于了了刁砚 i 一 面 衰:以 表面.号为 序， 存 放各 百的顶 点号. 顶点 表:以 顶点编号为 序， 存放各顶点 的坐 标. 男表:以 劳的 编号为序，存放劳的起点、终点的顶点号以 及左右两面的编号。 建立了 这三个表，便完成了模型所含数据信息的提取。完成了数据的提取，便可进行 射线服踪了 . ( I ) 射幼服踪的方法可分为正向算法和反向算法( Z l 目住) 正向算法是从钾点出发，向周口 空间均匀发出若干波束，分别跟稼每根波束的路径，然后进行场的计算。但是这种算 法 有两
7、个明 显的 缺点。 首 先， 完全 均匀的 波束 难以 划 分， 这样 墓 于 文 献3 】 由 波束 之间 夹角所求的 接收球的大小难以确定。 其次，由 于服陈的是波束， 无法确定 其与绪和项 点的徽 封. 造成的 结果是， 对于同一个棋型， 进行两次， 计算用的 彼束大小不交， 仅 波束方向艘转一个小 角度， 用这样拐到的封线束组进行预肠， 刻两次 翻侧的结果有可 能 会 有 比 较 大 的 . 差 . 反 自 件 N o ( N + M ) N : 第 三 层 次 计 算( 包 括 三 次 反 射 以 及 绕 射 再 两 次 反 射 等 ): 等等。 显然， 这计算A是难以承受的. 所以
8、 播 耍采用有效的 技术来减少计算f。一是 采 用分区的技术，二是 对反射采用镜像的技术。这些刚开始也是为计算机可视化技术的 应用 丽研究开发的. 冲 一， 一 万一一一一门 “F不二a .,1厂，一一一一. 十.仁1111万.t.，r佗.，之r.胜.几卜它 关于倪像技术这里就不讨论了。分区曲技术挂百 有而言有两种、一是直接空间分 区，一是角分区。下面就二维情况进行举例说明。 声、 、 、 六 口 h LJ 丫一! .口) 困 弓 ) 薰 涵 邃戛 n )离巨 哑( 5 ) 圈( 6 ) 直接空间分区是将徽小区划分为许多更小的区城，对这些区城分别进行标注，记 下每个区鹅内所包含面的编号，如图(
9、 3 、 对区域( i ) 记下其所含面的.号 ( 4 ,5 ,6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 1 .1 ) ， 对 于 进 入区 墩i) 的 射线只需同 这8 个面 进行 求交 运 算， 大 大降 低了 运算盆。 而且， 这种分法与 派点、 场点的位I无关.角分区是以源点为中心， 如图 ( 4 ) 所 示， 按 照 角 度将小 区 分 为 若 干区 域 进 行标 注， 对 区 域内 的 面 按 照 其 与 派点 距 离的 远 近 进行 排 序， 如区 域 ( 句 ， 它 所含的 面 就标记为 ( 5 ,6 ,3 ,4 ,7 ) 。 对从 源点 发到 区域的 射线 按 烦序 同 真
10、所 含的 面 进行 求 交 计 算， 一 旦 有相 交 情 况 发 生， 就 不需 同 相 交 面 后 面的 面 进 行求交计算了。显然，最坏的 情况是同所有的面都进行了 求交计算，但一般而言，需 进行求交计算的面的个数都会小于区域内 所含面的 总数， 对建筑物密聚的城区更是如 此.这种分区方法的计算量显然更少。但这种分区法同 扼点的位里有关，当 有反 射或 绕射发生时， 盆孟新进行分区.当 计算的层次 较多时， 分区的工作f 也是比 较大的. 一 种折 衷的 方法 是 将 两 种 分 区 法 结 合 起 来用， 对于 头两 个 层 次的 计 算 用 角 分 区 法， 高 层 次 的 计 算
11、用 直 接 空 间 分 区 法 图 (5 ) 图 间 分 别 为 对 一 个 二 维 和 三 维 摸 型 进 行 的 封 O N 踪。 翻 - 一一一百介甲尸一-钾，勺rm 当 射线 用踪 完成后， 倪可进行 场的 计算了. 分 别 对每条射线进行计算，再在接受点上进行迭加， 得出接受点的 场。主要是依据镜像法、 几何绕射和 一致性绕射顾理， 这方面的资 料比 较多，本文就不 再 讨论。 还有 便是寻 求 其信道特性， 这 方面的 研究 还 很落 弱， 还播 要更 多更 深入的 探索， 我们的 计算 棋 袂百 时 也没 有这方面的 计算功能， 这里就略过了. 级 后便是 对计 算结果的圈形 显
12、示了. 综 上， 我 们可得出 这个 计算模块的 流程如图 ( 乃 . 3 绪论 封续砚旅法结合几何绕射、一致性绕射是对当今 城市小区电 波传播预侧、电 陇环峨分析的劲有力工具。 但在许多方面仍擂要改进，如怎样更好更准确的 标定 摘钧橄型中 建 筑物的电 今数、 如 何考虑车 辆等的影响、 用以 拓 商封 线服 璐的 效率和精度等等。由 于 起步较晚， 加 上条 件所限， 我们的 这个 计算 棋块所用到的 方法都 是 经 证明 的比 较成熟的 方法， 有许多 方面仍需进一 步 sm 参考丈欲二 卜 T S A甲明i o r t, S .Y S e id e l. K .R . S c ob e
13、 么“SW s p m i fi o P urim f o r P C S s y s = d e s i p t .“ M J .F a n d I S 皿 即即尸 叫目 . 入 Wir e le s s P e rs o n a l C o e a me i “ a d - % 压 . 翻. 幻e w erA 。 目 . 画c P u b l l * m s , l 卯3 , 即2 8 1 - 3 1 3 . 2 , M F .C a t e d r a , L P e r e z , F .S a e z d e A d mq. 目 O . G u tj a r e z , “ E ff
14、 i c i e n t r a y - tr a c in g te c h n i q u e s f o r 由 tee- 面. . . 如目 . 目 ” 目 o f p ro p a g a i i o 恤m o b i le c o u m m mi c a ti o ns : 哪 帜ia t i o n m p i o o c d l a n d m i wc e d s a e s 山 注 . . 曰 企人 创n M a n d P m p 招 a t i o o M咭画Im, V o l . 呱 N o .名A 声 i f 1 9 !斌即比 - 2 7 . 3 , S .Y S
15、 e id e l , K . R S c o b e 么“ S im s p x is c p t o p e g a t o n p r e d i c t i时 f o r w it e k s s i n J f a i l d i o g P a a o wl c o U Mmi a t i o n s y s t e mn d e l i 即.“ I E E E T r a n & M 由 门 T e c h ml .,v o l . 4 3 ,n o .4 ,即 吕 7 9 - 9 9 1 ,N o v 1 9 9 4 . 作者何 十 毛 钧杰. 沏 甫长沙人，1 9 6 6年毕业 于西 安军事电 讯工 粗学 碗，现为国防 科技大掌电子科攀与工 租学 院徽 级、 博士生导师，主要从事，达、 徽波奄米波 技 术与天 线的 研究 及教学 工作. 月 力. 云 . 位宏人 ，1 9 9 3年 考入国 防 科大 . 斑 为 协 士 生 ， 主 姿从 事 徽渡 it 射、 a浪 技术与 天线 的 研究工作. 粉 余， 封 急
