山区环境电波传播预测的改进算法研究

摘要

近年来，随着地理信息系统的普及，以数字形式存储的数字地图已方便获取，通过数字地图可以方便获取无线传播链路上的地形高度、经纬度等对无线电波传播有影响的地理因素。本文基于数字地图，结合ITU建议书提供的电波传播预测模型，完成了以下工作：
　　第一，分析研究了DTED格式的数字地图在预测无线电波传播损耗中的应用问题。能够通过在数字地图上选定发射点与接收点的位置确定一条无线电波传播路径，并将此路径上样本点的高度、经纬度信息使用txt格式存储，以便后续程序调用。
　　第二，分析研究了多种电波传播预测模型，包括多径干涉模型、地表绕射模型、单刃峰模型、单圆峰模型和多峰模型。然后根据SEKE算法，在不同的地形条件下调用对应的损耗模型，叠加后计算在接收点的总传播损耗预测值。并且通过改变接收天线的高度和无线电波的发射频率来观察天线高度和无线电波的工作频率对电波传播的影响。
　　第三，在多峰模型中，结合了单刃峰模型，单圆峰模型和Deygout等效法，提出了适用于多障碍物地形下的多峰绕射模型；在传播路径上有多个障碍物时，根据地形和障碍物的特点，提出了多障碍物合并等效计算法，提高了计算效率。
　　第四，将本文模型的预测结果与Longley-Rice模型的预测结果和实测值进行对比分析，验证了本文模型在复杂的山区地形中能够更好地反映实际地形对电波传播的阻挡效应及提供更精确的预测结果。

目录

声明

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文主要内容

第二章 无线信道预测模型和数字地图简介

2.1 移动无线信道中电磁波的传播

2.2 移动通信路径损耗预测模型简介

2.3 基于数字地图的地理信息系统的构建

2.4 本章小结

第三章 电磁波多径传输机制建模

3.1自由空间传输损耗

3.2多径干涉效应

3.3绕射效应

3.4传播总模型

3.5本章小结

第四章 具体的传播模型及多障碍物合并等效算法

4.1多径干涉损耗

4.2多径干涉与地表绕射加权平均

4.3 绕射传播损耗

4.4 多峰绕射与地表绕射的加权平均

4.5 地表绕射

4.6 本章小结

第五章 传播总模型建模分析

5.1地形一建模与分析

5.2地形二建模与分析

5.3与实测数据对比

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2展望

参考文献

附录一 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢