[發明專利]多點局域網無線通訊效果評估的計算機仿真方法

有效

• 申請號: 201210235692.9
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102869024A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 楊靜
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04W16/22
• 分類號: H04W16/22;H04W84/12
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于無線通訊技術領域，涉及一種多點局域網無線通訊效果評估的計算機仿真方法。?

背景技術

隨著無線電技術的發展，無線電傳輸已經從初期的點對點，發展到點對多點的局域通訊網絡。在無線通訊網絡中信號品質是大家最關心的問題之一，它直接關系到下情上報和上令下達的準確性和通暢性。然而，影響無線通訊質量的因素很多，除了收發信機的性能外，在整個無線通訊網絡工程中，天線系統的選擇以及布局一直占有相當比重。?

在電磁波的傳輸過程中，天線的發送增益或接收靈敏度越高，通訊效果越好，輻射距離越遠，電磁波能量衰減越厲害，同時，傳輸途中各種障礙物對電磁波的能量衰減程度不同，影響通訊距離，無線信號的“穿透能力”與無線信號使用的頻段有直接關系，微波傳輸的最大特點是近似直線傳輸，繞射能力非常弱，對于被障礙物遮擋的無線接收設備，只有穿透障礙物才能到達障礙物后面的無線接收設備；另外，點對點的有效通訊，必須要求發送電磁波的輻射范圍與接受電磁波的范圍要重疊；電磁波輻射范圍主要與天線的性能有關，它取決與每根天線自己的方向圖以及靈敏度。在點對多點的無線局域網中，要保證無線傳輸的效果，必須根據工況現場合理選擇天線、并對各天線進行配置；無線通訊的應用范圍越來越廣，在實際工程中，要求不同工程領域的工程技術人員對無線信號的選擇以及天線選型、配置理解并合理?使用，是比較困難的。因此，一個多點無線局域網如何判斷通訊質量，如何輔助工程技術人員進行合理的進行無線信號及天線選型、布局，確保不同地況無線傳輸的效果，一直是人們關注的問題。?

發明內容

本發明的目的是提供一種多點局域網無線通訊效果評估的計算機仿真方法，解決了現有技術針對無線信號的選擇以及天線選型、配置選擇，實際效果不理想，決策效率低的問題。?

本發明所采用的技術方案是，一種多點局域網無線通訊效果評估的計算機仿真方法，該方法按照以下步驟實施：?

步驟1、建立三維仿真環境，用VC編寫仿真軟件，通過參數設置實現多點通訊局域網工況的可編程，利用圖形向用戶展示多點通訊局域網工況，展示無線信號傳輸途徑，具體包括以下步驟：?

步驟1.1）設置局域網中無線通訊點的參數?

確定局域網中通訊點的數量、每個通訊點的位置以及每個通訊點無線信號的參數以及通訊點發送信號功率、接收信號靈敏度，各個通訊點的位置參數為(x_t，y_t,z_t,θ_xt，θ_yt,θ_zt)，其中(x_t，y_t,z_t)代表通訊點的空間位置；（θ_xt,θ_yt,θ_zt）代表通訊點使用天線的安裝空間姿態即天線的放置方向；?

無線信號的參數為信號的頻率；?

通訊點發送或接收信號靈敏度S，用負數表示，單位為dBm；?

通訊點發送信號功率，用正數表示，單位為dBm表示；?

步驟1.2）設置天線特性參數?

設置發送增益以及天線波瓣分布，R為發送天線的增益；?

步驟1.3）設置局域網工況中的障礙物參數?

采用矩形體模擬障礙物，矩形體的幾何參數用長L、寬W、高H表示；障礙物的位姿用（x_z,y_z,z_z,θ_zz）表示，其中θ_zz代表障礙物在水平面的轉角；x_z,y_z,z_z代表障礙物在傳輸空間中的位置，另外，采用Ay代表障礙物對無線信號的衰減性能；?

步驟1.4）根據上述通訊點以及障礙物的位姿，利用VC三維圖形技術，建立三維仿真模型；?

步驟2、對信號的傳輸能量以及無線信號覆蓋范圍進行評估，具體按照以下步驟實施：?

步驟2.1）評估局域網內任意點對點的通訊效果?

2.11）確定點對點無線信號傳輸的能量損耗?

在點對點傳輸中，無線信號能量損耗主要包括如下兩部分：?

Los=Los1+Los2，其中，Los1為信號在點對點自由空間傳輸中的能量損耗；?

Los2為信號穿越障礙物時的能量損耗；?

通信距離與發射功率、接收靈敏度和工作頻率有關，表達式為：?