4 Модели распространения радиоволн внутри помещений

Большое количество беспроводных сетей передачи данных в настоящее время работает внутри зданий. В последние годы были разработаны различные прогностические модели внутренней среды в помещении для частотного диапазона от 500 МГц до 5 ГГц. У каждой из этих моделей есть свои преимущества и недостатки.

Предложенные к настоящему времени модели каналов связи внутри зданий не учитывают в полной мере их особенности, вследствие чего не обладают удовлетворительной точностью расчета. Кроме того, недостатком этих моделей является их «неустойчивость» к объему исходных данных. «Устойчивая» модель позволяет грубо оценивать уровень сигнала при минимальном объеме исходных данных о здании или городе и приводит к улучшению точности по мере расширения сведений. Применяемые в настоящее время модели начинают работать лишь после того, как достаточно полно заданы исходные данные о планировке здания (или города), и не дают существенного улучшения точности при их пополнении.

Средства для моделирования внутреннего распространения радиоволн можно разделить на следующие четыре группы:

Статистические модели. Эти модели не требуют никакой информации о стенах в здании. Необходимо только описание типа зданий (офис, гостиница, больница, старое здание и т.д.).

Эмпирические модели с прямым путем распространения (однолучевые). Они основаны на прямом пути между передатчиком и приемником, никакие другие лучи не рассматриваются/

Эмпирические многолучевые модели. Этот новый подход основан на многолучевом распространении волн между передатчиком и приемником. Рассчитываются различные типы путей, и их параметры используются для прогнозирования.

Модели на основе геометрической оптики. СВЧ диапазон может быть описан с помощью квазиоптических моделей распространения, рассматривающими отражение на стенах и дифракцию на углах. Созданы различные подходы, такие как трассировка луча (слежение за лучом) и пуск луча.

Каждая группа содержит разные реализации основной идеи, но все модели, относящиеся к одной группе, приводят к примерно схожим результатам и имеют одинаковые преимущества (и недостатки).

4.1 Статистические модели распространения

Наиболее популярная реализация статистической модели -модифицированная модель свободного пространства. Для базовой станции с передаваемой мощностью Р_t и коэффициентом усиления антенны G_t , напряженность поля Е_е определяется формулой

(4.1)

В большинстве случаев потери на трассе L_f используются для того, чтобы охарактеризовать канал.

Использование получаемой мощности Р_R в уравнении

(4.2)

приводит к уравнению для потерь на трассе

(4.3)

Вместо точного расположения и материала стен, более общий подход реализуется, где высокие потери при прохождении стен ведут к увеличению показателя n. Таким образом, разные типы зданий характеризуются разными значениями параметра n, внутри здания n = 2.

Задача 4.1

Определить получаемую МС мощность Р_R, Вт, если БС передает мощность P_t, Вт, имеет коэффициент усиления антенны БС G_t, дБ. Мобильная станция находится на расстоянии от БС d, км внутри здания с параметром n. Частота f, МГц.