随机射线方法研究无线电波多径传播特性

把无线电波的物理传播环境建模为随机网格信道,使用最大熵原理得到发生k次反射随机射线在二维传播空间的概率分布.使用随机桥过程产生基本随机变量,以自由布朗桥过程和自由Langevin桥过程为例研究其统计特性,发现基本随机变量服从Rayleigh分布或者x分布随机变量之和的分布.由基本随机变量得到描述无线信道特征参量(包括多径分量的到达时延,幅度增益绝对值和相位等)的表达式.对一个障碍物完全随机分布的二维传播环境的信道特性使用随机射线方法进行仿真分析,得到无线信道的一些特征参量的统计规律,结果与经典的信道特性一致,验证了随机射线方法的有效性.     

随机射线的概率分布及其应用

在使用随机射线方法建模无线传播信道时,需要求解以反射次数为指标的无线电波经过若干次反射以后达到特定位置的概率分布。该文使用信息论中的最大熵原理,首先计算在Manhattan距离度量下二维和三维空间连续情形和离散情形下随机射线的概率密度函数。然后计算在Euclid距离度量下二维和三维空间连续情形下随机射线的概率密度函数,以及作随机游动的随机射线在二维空间的概率密度函数。使用城市密集传播地区的测量数据验证随机射线理论模型结果的可靠性。所得结果对于无线随机传播信道建模具有理论指导意义。     

无线中继传感网络中异向散射信道的路径损耗特性

使用点渗流网格建模无线传播信道,使用酒徒行走模型建模电磁波在传感信道中的传播过程。酒徒经过k步后,得到某个扇区内取向角均匀分布的随机游走的平均行走距离。在此基础上,得到随机射线在传播空间给定位置的概率分布,最后使用随机射线方法得到了放大传送模式下传感网络的路径损耗模型。该模型中出现指数为1.75的距离r的对数函数形式,以及距离的线性项,该项作为新模型的修正项。     

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。     

一种新的无线电波传播路径损耗模型

使用渗流网格建模无线电波的随机传播环境,在此基础上使用随机射线方法,从概率论的角度得到若干路径损耗的解析公式.经过与经典路径损耗模型以及其他由非波动方法得到的路径损耗模型的比较之后,从逻辑上推断出一个新的路径损耗模型.对新模型中参数的取值范围进行了讨论和分析,最后使用城市密集传播地区的测量数据验证新的路径损耗模型的精确性.     

随机波束研究超宽带室内多径信道特性

从随机桥过程出发引入随机波束概念,使用随机波束研究超宽带（UWB）室内多径信道的传播特性.将UWB信号多径传播轨迹视作随机过程的样本,得到建模多径信道传播特性的随机波束.使用随机波束构建UWB信道的多径传播模型,并给出使用随机波束方法分析UWB室内多径信道特性的算法.使用该信道模型对实际传播环境进行仿真分析,并与其它建模UWB多径信道的方法进行了比较.仿真得到的UWB信道的功率延迟分布特性与实验测量的结果非常一致,证明此方法的有效性.     

小区覆盖预测中一种有效的射线跟踪技术

射线跟踪法是近年来常用于城市微小区和室内环境无线电波传播信道特性预测的方法,但其在具体实现方面仍有许多问题需要进一步的研究。本文将计算机图形学中的八叉树方法用于射线跟踪法,得到了一种提高射线跟踪效率的方法。     

无线信道的半确定性建模

无线电波传播环境的构建是无线通信实验室仿真试验中的关键部分,它决定了试验结果的可信度和准确度。针对特定环境中无线信道的建模问题,提出一种半确定性的无线信道建模方法,该方法以统计模型为基础,通过对环境中散射体进行分类和结果叠加的方法得到电波在该环境下传播效果,具有运算量小,配置灵活的优点。     

概率方法预测特定环境超宽带信号功率分布

针对超宽带(UWB)信号在无线信道的传播特点,使用随机桥过程产生建模UWB信号多径分量传播轨迹的随机射线,构造出可以描述UWB信道特性的基本随机变量,由此得到预测信道中某个场点接收到的信号功率的概率方法.对一个典型室内传播环境中沿着任意路径接收的UWB信号功率进行仿真计算,结果表明预测功率分布概率方法的算法稳定.对传播环境中某个区域的功率分布进行计算,同时研究了不同分集接收方式对功率预测的影响.仿真结果表明,全Rake分集接收方式并不占优势;在分集接收的抽头数较少时,部分Rake分集接收和选择性Rake分集接收方式具有相似的分集接收效果.最后对接收点信号功率的分布进行统计分析,并对概率方法与射线追踪法进行了比较.     

随机桥过程分析街道拐角的无线传播特性

使用随机桥过程研究街道拐角的小尺度衰落和大尺度传播的特性.首先介绍模型,随机桥过程的理论基础,从随机桥过程引入随机射线的概念,利用随机射线建立无线信道分析街道拐角的多径传播特性和大尺度传播特性.然后给出信道的时延分布、多径分量的幅度特性、功率延迟分布,接收机接收波的到达角分布等多径特性参数,并给出路径损耗.仿真结果与参考文献中无线信道测量结果吻合较好,表明使用随机桥过程可以有效地分析街道拐角的无线传播特性.     

随机桥方法产生相关时间序列及其应用研究

针对电磁波在无线信道中的传播特点,提出了使用随机桥过程产生具有相关特性的时间序列,由此可以构造出具有特殊概率密度函数,能够用来建模无线信道传播特性的基本随机变量。分别对自由布朗桥过程和有约束布朗桥过程,自由Langevin桥过程和有约束Langevin桥过程产生的随机样本进行研究,使用数值仿真方法分析了基本随机变量的统计特性。结果表明,有约束随机桥过程产生的低跳跃次数随机变量,在概率密度分布上显示出明显的局部偏好性。最后讨论了由时间序列构造的基本随机变量在无线信道建模中的应用。     

Clutter return from vegetated areas

An analytical stochastic model to predict relevant statistical scattering features of electromagnetic waves propagating within vegetated environments is presented. The propagation phenomena are described by formulating the scattering associated with random permittivity fluctuations superimposed on a lossy deterministic background slab. The distorted wave Born approximation is employed to determine the backscattered power, and its temporal spectrum.     

A New Parallel Approach for 3D Ray-Tracing Techniques in the Radio Propagation Prediction

A new computational parallel model based on 3D ray-tracing for radio propagation prediction is presented. This approach considers that the main tasks in a 3D ray-tracing technique can be evaluated in an independent and/or parallel way. The workload distribution among the participant nodes of the parallel architecture (cluster of PC's) is performed through a random assignment of the initial rays and the field points for them. Simulations are realized in order to validate and evaluate the performance of the proposed model. The presented results show that the scalability of the model is obtained naturally due to independence of the involved processes. The efficiency of the model presents behavior above the ideal for cases with ostensible processing of rays. These characteristics favor to the increase of the prediction precision through the increase of the density of launched rays and the possibility of incorporation of new propagation mechanisms.     

随机桥过程研究短程无线信道的空时特性

使用随机桥过程的样本建模短程无线信道中多径分量的传播轨迹。由随机桥过程的样本构造出基本随机变量,在一定的映射规则下由基本随机变量的样本得到反映无线信道空时特性的多径时延、多径信号抽头增益、多径信号的波达方向等参量。使用随机桥过程的特例布朗桥过程,分别对散射体均匀分布的信道传播环境和有约束的无线信道传播环境的空时特性进行仿真分析。仿真结果表明,在这两种传播环境中,多径分量的波达方向在仰角和水平角维度上均存在一定的局部偏好性,不满足均匀分布的假设。在仰角-水平角-多径分量到达时延这3个自由度的空间中,多径分量的分布表现出一定的规律性。     

背景各向异性不均匀的随机起伏电离层中高频电波散射的几何光学近似

本文讨论了背景为各向异性、不均匀的随机起伏电离层中高频电波的传播和散射问题。在几何光学近似下，给出了电子浓度不均匀体散射引起的高频电波的相位与振幅的起伏，并在此基础上，讨论了起伏的统计特性。结果表明，由各向异性引起的侧向偏移与极化效应对高频电波波场的起伏有显著的影响，往往不能忽略。     

Modeling and computer simulation of wave propagation in linealline-of-sight microcells

The model and implementation principles governing the computer simulation of line-of-sight (LOS) microcell wave propagation are presented. Multiray propagation above a plane earth constitutes the basic model. For rural microcells, two rays are used while, for urban microcells, 10 rays are used propagating in a dielectric canyon. The model is applied to two relevant problems. In the first, control of electric field falloff with distance, r, is studied. ln the second, the advantages of switched transversal antenna diversity are demonstrated. Power falloff rates of 1/r⁴ and 1/r⁶ were obtained for simple two-element array structures. This may provide an additional interference control tool in the layout and design of microcells. The interference between the various rays propagating in lineal urban microcells results in deep nulls at various locations. The deleterious effects of these nulls can be eliminated by employing simple switched transverse antenna diversity