室内非视距环境超宽带信道建模及其仿真

李双德

【摘要】 一種应用于室内带金属家具非视距环境的超宽带信号信道仿真模型，用以分析超宽带信号经室内反射、透射和绕射传播后的时域电场强度，同时比较分析仿真中得到的视距和非视距传播中的接收功率等传播参数。

【关键词】 超宽带信号 时域射线跟踪法 非视距

一、引言

近几年，超宽带技术具有传播速率高、系统容量大、功耗和成本低等优点，在室内、近距离、高速率以及能量受限的传感器网络等场景下颇具吸引力[1]。

本文仿真基于时域射线跟踪法对非视距室内复杂环境中的超宽带信号的传播特性开展研究，可以为超宽带通信系统室内覆盖提供依据。

二、仿真结果与分析

利用文献[2]针对室内复杂环境进行建模仿真。仿真所用时域信号为二阶高斯脉冲，其表达式为：

仿真环境平面图如图1所示，其中两个房间尺寸均为长4m，宽5m，高5m. 房间内的金属家具任意摆放在房间内，其长、宽、高均为1m. 两个房间的中间被1m厚的墙隔开，发射和接收天线高度分别为1.5m和1m. 仿真房间的电磁参数如表1所示。

视距接收点RX1和非视距接收点RX2的功率延迟分布如图2-3所示。从图2和图3中知，由于视距传播直射路径直接到达接收点，无阻碍物的限制，所以到达RX1的时间要比到达RX2的时间短。视距传播是直达射线，占大部分功率，多次反射、透射和绕射射线携带的能量很小；而非视距传播携带能量最强的射线是透射射线，多次反射和绕射射线所携带的能量也比较大。

三、结论

仿真对比分析可知：在视距传播中，直射路径最先到达且信号最强，在全部的多径信号中占绝大部分能量；在非视距传播中，没有直射路径时，透射路径最先到达。

参 考 文 献

[1]刘伟荣，何云. 物联网与无线传感器网络[M]. 北京：电子工业出版社， 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.