宏小区无线电波传播预测模型仿真分析

无线电波传播模型主要用于计算无线电波传播路径损耗中值.针对宏小区无线电波传播需要考虑地形、环境类型以及构成环境的材料等各方面因素,研究了奥村经验模型中参数的算法和取值,用MATLAB仿真依据线性回归校正算法校正奥村经验模型.仿真结果表明,在频率一定的情况下,随着收发距离d的增加,电波传播路径损耗也增大;建筑物的密度越大,电波传播路径损耗越大.仿真结果与实际环境测试数据一致,也验证了校正的奥村经验模型的可靠性.     

一种基于支持向量机的电波传播损耗计算方法

当前,电磁环境日益复杂,电波传播损耗作为电磁环境分析领域的重要研究对象,其预测结果的准确性将直接影响频谱态势生成、用频兼容分析等实际效果。由于电磁波在传播过程中易受环境影响,传统方法采用单一模型计算电波传播损耗,潜在误差较大。本文提出一种基于支持向量机（Support Vector Machine,SVM）的电波传播损耗计算方法。在训练阶段,采用不同传播环境下的感知数据对支持向量机模型进行训练;在测试阶段,以一定步长对传播路径进行分段,运用训练得到的支持向量机模型来对传播环境分段识别,继而采用各段识别结果相匹配的电波传播损耗模型分段计算损耗值并叠加为总的路径损耗值。仿真结果表明,相较于采用单一模型的传统方法,本文所提方法能够显著提高电波传播损耗计算精度。     

复杂地形中的电波传播损耗预测研究

远距离不规则复杂地形中,电波传播损耗计算精度较低,对此,文中提出了一种基于地理信息系统并根据实际地形提高电波传播损耗计算精度的算法模型,构建了可视化的软件显示平台。首先,根据国际电信联盟(ITU-R)的P系列电波传播建议书,结合实际地理信息情况获取了地形和环境因子的数据。然后,通过数字地图模型,针对传播路径上各种不同地形区域,分别建立传播模型来计算电波传播损耗,并完成仿真计算界面的设计和实现。最后,给定收发天线高度和频率,依据实际地形,建立完整的电波传播模型进行仿真实验。结果表明,该算法模型不仅能得到传播路径上每一个点的损耗,而且与传统的Hata模型对比,该算法在不同区域和地形中敏感度更高,可以有效提升传播损耗计算精度,更适用于计算实际地形中远距离不规则复杂地形下的电波传播损耗,帮助改善通信质量。     

海面电波传播损耗模型研究与仿真

研究了海面电波传播损耗预测模型,指出对该类传播损耗预测的仿真模型宜采用Longley-Rice模型,并对模型作了适应性修正和补充以适应海上编队通信链路的仿真.还推导了Okumura-Hata模型和Longley-Rice模型电波传输损耗预测的具体算法,数值仿真结果显示本文提出的方法预测结果与实测数据相符,最后给出对1 km以内和飞机飞行高度在10 km以上时的修正和补充方法.     

微蜂窝多径色散信道电波损耗预测的建模与仿真

本文在深入分析微蜂窝移动无线信道特性及其传播机理的基础上，研究和提出了微蜂窝多径色散信道电波传播损耗的一般性 预测模型，其特点是用附加路径衰减因子来表征三维多径色散信道特性对电波传播的影响，以及用传播信道第一菲涅耳区的最上拐点距离作为统一反映天线高度和频率影响的特征参量；最后根据该预测模型对不同情况下的电波损耗特性进行了仿真分析。     

通信基站电磁辐射场强的系统建模与数值仿真

基于数字城市管理和射线跟踪算法的基本原理,采用三维实体环境建模、反向射线跟踪路径搜索和辐射场源射线多途径传播的场强合成算法,建立了一种对城市小区移动通信基站附近的电磁辐射场强进行系统建模与数值仿真的新方法.该方法有效克服了传统电波传播预测模型不能适应不同小区环境下的复杂建筑模型以及其他确定性方法不能精确找到电波传播路径的局限性.在城市小区的不同空间分布区域,本算法的计算机软件数值仿真结果与实地测量结果的良好一致性验证了该方法的实用性、有效性和正确性.     

陆地高速移动环境下电波传播特性的建模与分析

采用有限状态的马尔克夫链得出陆地高速移动环境下电波传播路径的动态仿真模型。将模型与真实的陆地高速移动电波传播环境相结合,建立了更符合实际传播环境的电波传播仿真模型,通过该传播模型得出陆地高速移动环境下的电波传播特性。将得出的模型运用于较平坦地理环境,基站信号覆盖区域约为3km,存在视距(LOS)路径。通过仿真给出了高速列车在沿线不同位置和不同速度时的电波路径数目、各电波路径的衰减系数、延迟时间等,以及由此分析计算出的在该环境下的多普勒频谱、电平通过率等电波特性。最后,对这些仿真数据进行统计分析,证实了该传播模型的有效性。     

超短波电波传播路径损耗中值公式的数值实验建模

在超短波30~88 MHz波段,路径损耗中值公式Okumura-Hata模型已远远不能满足实际工程对损耗计算的高精度需求,本文利用电磁数值仿真方法,建立真实城市环境中的电波传播模型,通过大量的多种背景模型和收发条件下的数值实验,拟合出适用于30~88 MHz波段的电波传播路径损耗中值公式,弥补Okumura-Hata公式在低端频段的空缺,有效地扩展了Okumura-Hata公式的应用范围,提高了它的实用性。     

基于机器学习和卫星图像的路径损耗预测

基于反向传播神经网络（back propagation neural network,BPNN）构建了一种路径损耗预测模型.通过卫星图像的红、绿、蓝（red, green and blue,RGB）通道的颜色信息来表征无线通信电波传播路径的环境特征,结合路测点与基站的距离特征构建数据集,迭代训练网络参数,以预测传播路径损耗.结果表明,对跨基站路测点的预测结果与实测数据之间的相关系数达到0.83,绝对平均误差控制在0.66 dB,标准差控制在6.65 dB,说明在缺乏某一场景的详细模型和材质参数时,本文模型也能可靠预测无线通信电波的传播路径损耗.此外,本文信道模型与传统信道建模方法多方面的对比与分析表明,本文模型在相同计算资源下可以提供和传统信道建模方法相差很小的预测结果,同时大大缩短预测所需的时间,说明本文模型对传播路径损耗做出快速预测的能力可以用于无线通信网络系统的优化.     

车载超短波电台电波传播预测模型研究

针对实战环境中车载超短波电台通信距离和质量受地面附着物和地形地貌影响的问题，文中基于射线追踪和机器学习，建立了车载超短波电台电波传播预测模型。采用装甲车辆与车载天线的一体化建模获得车载天线辐射方向图，融合电子地图，建立了基于射线追踪技术的电波传播仿真模型。利用随机森林机器学习算法和仿真模型的数据结果，建立了基于随机森林的电波传播预测模型，并与经典电波传播模型如Egli模型和Okumura-Hata模型进行对比。结果显示，基于随机森林的电波传播模型预测精度更高，均方根误差达到2.190 1 dB,决定系数达到0.960 1,可准确预测战术通信环境中的电波传播情况。     

用射线跟踪法对室内电波传播进行预测

根据室内电波传播的特点，对室内电波的反射，透射和绕射等传播路径进行了分析，首次考虑了多层介质的反射，透射以及棱角边缘的绕射，建立了基于射线跟踪法的二维和三维传播预测模型，根据这些模型能够计算出室内各处电波传播的路径损耗。计算结果与测量结果符合很好。同时，将二维和三信跟踪预测结果作了比较，结果表明在有些情况下二维跟踪更经济实用。     

海上电波传播预测模型研究与仿真

研究了海上电波传播的预测模型,重点论述了抛物方程法的理论基础,详细给出了该方法下的电波传播损耗计算的模型推导和求解方法。在此基础上利用MATLAB分别对海上中性大气层结条件下的水平和垂直极化电波传播特性进行了仿真计算。仿真结果与理论研究和实际实验结论相符,说明了仿真的正确性。通过设置辐射源和大气参数进行对比仿真,具体分析了大气环境特别是蒸发波导对水平和垂直极化电波传播的影响。最后给出了需要深入研究的方面。本文的研究可为海上电波传播的研究提供有益的参考。     

复杂地形条件下电波传播特性预测

电磁环境计算是战场电磁环境预测仿真系统的核心,为了准确预测不同环境下的电波传播特性,从复杂地形条件展开研究,给出一种基于PE模型的电场强度计算方法,仿真比较了辐射源在不同地表类型下的传播损耗,仿真预测了复杂地形条件下电波传播特性,仿真结果表明地表电磁特性对传播损耗的影响较小,相比于地表电磁特性,不规则地形对电波传播影响更为明显。     

复杂环境下电波传播损耗的测试与仿真

确定性的电波传播特性预测方法为通信装备内场仿真测试中所需的通信链路传播损耗计算提供了一条高效准确的途径。采用外场实地测试和基于射线追踪算法的确定性电波传播损耗预测软件,仿真2种手段对真实环境下某条特定通信链路的传播损耗进行了预测,给出了测试和仿真结果,分析了误差来源,表明了采用基于射线追踪算法的确定性电波传播损耗预测方法对复杂环境下通信链路传播损耗计算的可行性。     

电波传播抛物方程模型在航空通信中的应用

针对航空通信中电波传播损耗预测需要满足精确性、实时性及复杂环境适应性的要求,在分析电波传播损耗对航空通信系统作用范围的影响基础上,采用抛物方程模型研究了航空通信中电波在空间区域的传播特性。该模型利用分步傅里叶算法实现快速求解,采用边界平移法处理复杂地形边界,并通过非均匀网格技术提高空间任意一点的场强计算精度,从而改善了复杂环境下电波传播损耗预测的精确性和实时性。将该模型应用于真实地形环境下的航空通信仿真算例中,仿真结果表明：该模型能有效预测复杂环境下电波的传播损耗,评估在正常通信条件下飞行器的飞行范围、最大飞行距离以及最低飞行高度等性能。     

一种基于深度神经网络的电波传播损耗模型构建方法

将传统经验模型用于电波传播损耗计算,存在泛化性差等问题,在复杂传播环境下难以取得良好的计算效果。针对该问题,本文从数据驱动的角度出发,设计了一种基于深度神经网络的电波传播损耗模型构建方法并进行了仿真验证。首先,基于辐射源与接收机的距离特征及环境特征,构建一定地域内电磁环境感知数据与地形数据的联合数据集,作为本模型的数据源;其次,构建深度神经网络,迭代训练网络参数,并通过网格搜索法优化超参数;最后,运用联合数据集与深度神经网络模型开展计算机仿真实验。结果表明,提出的方法在复杂地域电波传播损耗计算方面能够取得良好的预测精度。     

电磁环境仿真中电波传播模型研究及仿真分析

研究了移动通信信道的电波传播损耗模型,通过对不同模型的仿真对比,指出在飞行器控制通信仿真中宜采用Longley-Rice模型的点对点模式,以适应飞行器控制通信的特殊需求。抽取航天飞机雷达地形测绘使命(SRTM)高程数据作为传播模型点对点模式中传播路径的详细地形剖面数据,仿真结果显示电波预测值与理论值吻合度较高。     

基于机载ADS-B信号地空传播试验数据分析

地空传播特性是机载无线电系统设计的重要依据, 电波传播试验数据是建立地空传播预测模型的基础.为了深入研究航空移动业务电波传播特性, 利用机载ADS-B(automatic dependent surveillance broadcast)信号开展了地空传播试验, 对试验数据进行的分析表明, 实测传播损耗与ITU-R P.528-3模型预测损耗及自由空间传播损耗的变化趋势一致; 同时, 还利用抛物方程方法对不同折射条件下的ADS-B信号传播进行了仿真, 仿真的地空传播衰落特征与实测数据有较好的一致性.分析结果表明, 利用机载ADS-B信号取得的地空传播试验数据是可靠的, 这对今后利用ADS-B信号积累传播数据, 改进传播预测模型具有重要意义.     

采用随机射线方法预测城市环境的无线电波传播

根据无线电波在城市环境传播的随机特性，使用随机射线方法研究无线电波的传播规律，得到二维传播环境中平均接收功率的计算模型和路径损耗预测模型。讨论了该模型中三个参数的选择方法，并通过实验数据验证了路径损耗模型。     

移动通信系统覆盖范围预测

本文从导出的陆地移动通信系统基本公式，结合电波传播中值路径损耗的两种计算模型，得出两种常用的通信系统覆盖范围预测方法。最后介绍一种简便的奥村传播预测模型图解法。