一种基于惠更斯亚网格技术的4g无线信道分析方法

文档序号:7819581阅读:345来源:国知局
一种基于惠更斯亚网格技术的4g无线信道分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,包括以下分析步骤:选择高斯脉冲作为发射源p;以边长等于l的正立方体作为一个粗网格,把房间剖分成个粗网格;对挡板区域以边长等于l/N的细网格剖分,N为任意奇数;以Δt为周期逐步往前推进计算各个时刻的电场值E,在初始时刻,电场E与磁场H的值均为零;发射源的空间坐标为(x,y,z),由发射源的公式得到发射源这一点在n时刻的电场En;4G信道空间粗网格内的任意点(i,j,k)在n时刻的电场强度E的值由该点前一时刻,即n-1时刻的电场值和该点四周的四个磁场值得到。
【专利说明】一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种网络通信分析方法,特别是一种基于惠更斯亚网格技术的4G无 线信道分析方法。

【背景技术】
[0002] 现阶段,随着4G网络的大规模建设,4G无线信道正成为研究的热点。传统的时域 有限差分法(FDTD)作为计算电磁学领域的一种数值计算方法,结合计算机技术能有效的 模拟电磁波的传播,精确的得到4G信号在空间传播过程中的电场强度,因此在无线信道分 析中应用比较广泛。时域有限差分法巧妙的把无线信道剖分为细小的网格,使电场和磁场 离散,在空间上错置、时间上交替,真实的反映了电磁波的传播。
[0003] 传统的时域有限差分法所能模拟的最小尺寸为一个网格,可日常的4G无线信道 中经常会有具有薄涂层、细小孔缝、薄板等细微结构的模型,这些细微结构只占整个计算模 型的一小部分。对于小于一个网格的尺寸,传统的时域有限差分法会将其近似为一个网格, 这样就会引入误差。如果把整个4G无线信道计算区域都剖分成更细的网格就会需要大量 的计算机内存和计算时间。


【发明内容】

[0004] 发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种基于惠 更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,采用惠更斯亚网格方法分析4G无线信道的电场 强度,只需要对细微结构用细网格剖分,其它区域仍然采用粗网格剖分,这样就能达到节省 计算机内存和计算时间的目的。
[0005]为了解决上述技术问题,本发明公开了一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信 道分析方法,对于长宽高为aXbXc的房间,房间底部的粘土层相对介电常数为ei,电导率 为〇,墙壁的相对介电常数为e2,电导率为零,在房间的发射点与接收点之间任意位置有 一块金属隔板,隔板在x、y、z轴方向上的尺寸为a2Xb2Xc2,坐标原点位于房间的任意顶点 上,整个房间位于坐标系的正方向,包括以下分析步骤 :
[0006] 选择高斯脉冲作为发射源P;
[0007] 以边长等于1的正立方体作为一个粗网格,把房间剖分成

【权利要求】
1. 一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,其特征在于,对于长宽高为 aXbXc的房间,房间底部的粘土层相对介电常数为ei,电导率为〇,墙壁的相对介电常数 为e2,电导率为零,在房间的发射点与接收点之间任意位置有一块金属隔板,隔板在x、y、z 轴方向上的尺寸为a2Xb2Xc2,坐标原点位于房间的任意顶点上,整个房间位于坐标系的正 方向,包括以下分析步骤: 选择高斯脉冲作为发射源P; 以边长等于1的正立方体作为一个粗网格,把房间剖分成
个粗网格;对挡板区 域以边长等于1/N的细网格剖分,N为任意奇数; 以At为周期逐步往前推进计算各个时刻的电场值E,在初始时刻,电场E与磁场H的 值均为零; 发射源的空间坐标为(x,y,z),由发射源的公式得到发射源这一点在n时刻的电场En ; 4G信道空间粗网格内的任意点(i,j,k)在n时刻的电场强度E的值由该点前一时刻, 即n-1时刻的电场值和该点四周的四个磁场值得到; 粗网格内任意点(i,j,k)在n+1/2时刻的磁场强度H的值由该点前一时刻,即n-1/2 时刻的磁场值和该点四周的四个电场值得到; 在细网格与粗网格的交界处,细网格的电场值Ef等于粗网格的电场值E,细网格的磁场 值4等于粗网格的磁场值H;4G信道空间细网格内的任意点(i',j',k')在n时刻的电场 强度Ef的值由该点前一时刻,即n-1时刻的电场值和该点四周的四个磁场值得到; 细网格内任意点(i',j',k')在n+1/2时刻的磁场强度&的值由该点前一时刻,即n-1/2时刻的磁场值和该点四周的四个电场值得到;空间中发射源之外的所有点的电场和 磁场分别按照上述过程以At为周期依次往前推进计算,最终得到接收点的电场强度随着 时间的变化数据。
2. 根据权利要求1所述的一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,其特征 在于,选择高斯脉冲作为发射源P,公式如下:
式中,t为脉冲宽度,A为峰值电压,?!为常数,取值3.14,t为时间,1;为脉冲峰值出 现的时刻。
3. 根据权利要求2所述的一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,其特征 在于,由发射源的公式得到发射源这一点在n时刻的电场En,公式为:
其中,At为时间增量。
4. 根据权利要求3所述的一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,其特征 在于,粗网格的任意点(i,j,k)在n时刻的电场强度En的值由该点前一时刻,即n-1时刻 的电场值和该点四周的四个磁场值得到,计算公式为:
m标示该点在空间中的位置,e(m)表示该点所在位置的相对介电常数值,〇 (m)表示 该点所在位置的电导率值。
5. 根据权利要求4所述的一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,其特征 在于,点(i,j,k)在n+1/2时刻的磁场强度Hn+1/2的值由该点前一时刻,即n-1/2时刻的磁 场值和该点四周的四个电场值得到,计算公式为:
6. 根据权利要求5所述的一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,其特 征在于,细网格区域即挡板区域的点的在n时刻电场强度£>n的值由该点前一 时刻,即n-1时刻的电场值和该点四周n-1/2时刻的四个磁场值得到,计算公式 为:
m标示该点在空间中的位置,e(m)表示该点所在位置的相对介电常数值,〇 (m)表示 该点所在位置的电导率。
7.根据权利要求6所述的一种基于惠更斯亚网格技术的4G无线信道分析方法,其特征 在于,细网格区域点(i',j',k')在n+1/2时刻的磁场强度
的值由该点前一时刻,即 n-1/2时刻的磁场值和该点四周n时刻的四个电场值£*/得到,计算公式为:
【文档编号】H04B17/318GK104410470SQ201410643301
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】李政, 巫晨云, 魏康, 宗春 申请人:江苏省邮电规划设计院有限责任公司
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