[發明專利]一種基于惠更斯亞網格技術的4G無線信道分析方法

有效

• 申請號: 201410643301.6
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104410470A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李政;巫晨云;魏康;宗春
• 申請（專利權）人: 江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司
• 主分類號: H04B17/318
• 分類號: H04B17/318
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

技術領域

本發明涉及一種網絡通信分析方法，特別是一種基于惠更斯亞網格技術的4G無線信道分析方法。

背景技術

現階段，隨著4G網絡的大規模建設，4G無線信道正成為研究的熱點。傳統的時域有限差分法(FDTD)作為計算電磁學領域的一種數值計算方法，結合計算機技術能有效的模擬電磁波的傳播，精確的得到4G信號在空間傳播過程中的電場強度，因此在無線信道分析中應用比較廣泛。時域有限差分法巧妙的把無線信道剖分為細小的網格，使電場和磁場離散，在空間上錯置、時間上交替，真實的反映了電磁波的傳播。

傳統的時域有限差分法所能模擬的最小尺寸為一個網格，可日常的4G無線信道中經常會有具有薄涂層、細小孔縫、薄板等細微結構的模型，這些細微結構只占整個計算模型的一小部分。對于小于一個網格的尺寸，傳統的時域有限差分法會將其近似為一個網格，這樣就會引入誤差。如果把整個4G無線信道計算區域都剖分成更細的網格就會需要大量的計算機內存和計算時間。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于惠更斯亞網格技術的4G無線信道分析方法，采用惠更斯亞網格方法分析4G無線信道的電場強度，只需要對細微結構用細網格剖分，其它區域仍然采用粗網格剖分，這樣就能達到節省計算機內存和計算時間的目的。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于惠更斯亞網格技術的4G無線信道分析方法，對于長寬高為a×b×c的房間，房間底部的粘土層相對介電常數為ε₁，電導率為σ，墻壁的相對介電常數為ε₂，電導率為零，在房間的發射點與接收點之間任意位置有一塊金屬隔板，隔板在x、y、z軸方向上的尺寸為a₂×b₂×c₂，坐標原點位于房間的任意頂點上，整個房間位于坐標系的正方向，包括以下分析步驟：

選擇高斯脈沖作為發射源p；

以邊長等于l的正立方體作為一個粗網格，把房間剖分成個粗網格；對擋板區域以邊長等于l/N的細網格剖分，N為任意奇數；

以Δt為周期逐步往前推進計算各個時刻的電場值E，在初始時刻，電場E與磁場H的值均為零；

發射源的空間坐標為(x,y,z)，由發射源的公式得到發射源這一點在n時刻的電場Eⁿ；

在一個Δt周期中，包括以下步驟：

4G信道空間粗網格內的任意點(i，j，k)在n時刻的電場強度E的值由該點前一時刻，即n-1時刻的電場值和該點四周的四個磁場值得到；

粗網格內任意點(i，j，k)在n+1/2時刻的磁場強度H的值由該點前一時刻，即n-1/2時刻的磁場值和該點四周的四個電場值得到；

在細網格與粗網格的交界處，細網格的電場值E_f等于粗網格的電場值E，細網格的磁場值H_f等于粗網格的磁場值H；4G信道空間細網格內的任意點(i’，j’，k’)在n時刻的電場強度E_f的值由該點前一時刻，即n-1時刻的電場值和該點四周的四個磁場值得到；

細網格內任意點(i'，j’，k’)在n+1/2時刻的磁場強度H_f的值由該點前一時刻，即n-1/2時刻的磁場值和該點四周的四個電場值得到；

上述四段內容為一個Δt周期，空間中發射源之外的所有點的電場和磁場按照這個周期過程依次往前推進計算，最終得到接收點的電場強度隨著時間的變化數據。

本發明中選擇高斯脈沖作為發射源p，公式如下：

p=A exp[-4π(t-T0τ)2]---(1),]]>