 |
|
Узагальнена модель поширення радіосигналів
Узагальнена модель поширення радіосигналів може використатися для прогнозування поля й затримки поширення для будь-яких конфігурацій будинків і при будь-якому розміщенні антен. Для цієї моделі необхідні точні дані про будинки (висота, місце розташування й діелектричних властивостей) і місцях розташування передавача й приймача щодо будинків. Узагальнена модель поширення радіосигналів може застосовуватися для розрахунків затримки й потужності сигналу при конкретній конфігурації передавач-приймач.
В узагальненій моделі поширення радіосигналів використовують методи геометричної оптики при визначенні напрямку поширення прямого сигналу й складових відбитого сигналу, а також складових сигналу, одержуваних у результаті переломлення й дифузійного розселення будинками.
Не існує межі для числа складових багатопроменевого сигналу в заданому місці розташування приймача; інтенсивність кожної складової обчислюють, виходячи з місця розташування будинків й їх діелектричних властивостей. Звичайно прямий і відбитий промені вносять певні складові в прийнятий сигнал. Однак у місцях, близько розташованих до поверхонь розсіювання або переломлення, які звичайно відділені від прямого й відбитого променів, ці складові можуть виявитися домінуючими.
Модель поширення для прямого й відбитого променів була розглянута раніше. Врахування дифракції на кутах дозволяє одержати досить точну модель, що описує механізм переломлення сигналів на кутах вулиць; разом з тим модель клиноподібної крайової дифракції краща завдяки своїй простоті. Геометричне подання крайової дифракції показане на рис. 3.4 Геометрична теорія дифракції дозволяє одержати наступний вираз для значень прийнятого сигналу:
де 
— коефіцієнт підсилення антени; D — коефіцієнт переломлення, що залежить від поляризації сигналу, кута краю й кутів падіння й переломлення 
й 
. Обчислення коефіцієнта переломлення звичайно здійснюється з використанням комп'ютера, разом з тим є й досить прості апроксимації.
Рис. 3.4 Дифракція на клині.
Рис. 3.5 Розсіювання
Розсіяний промінь, показаний на рис. 3.5 у вигляді сегментів s' й s, набуває втрат на трасі пропорційно відношенню s й s' . Така залежність обумовлена додатковими втратами на розходження пучка, які набуває промінь у результаті розсіювання. Прийнятий сигнал, що пройшов розсіювання, визначається з рівняння радіолокації:
, (3.39)
де 
— ефективна площа об'єкта, що розсіює; 
- коефіцієнт підсилення антени. Значення залежить від шорсткості, розміру й форми об'єкта, що розсіює. Є емпіричні значення для різних будинків.
Загальна величина електромагнітного поля в точці прийому визначається на основі врахування усіх складових, обумовлених багатопроменевим поширенням. Таким чином, якщо є прямий промінь, 
відбитих, 
переломлених й Ns диффузорозсіяних променів, то в цілому прийнятий сигнал з урахуванням (3.39):
де 
— тимчасова затримка конкретної складової багатопроменевого сигналу, а прийнята потужність 
.
Кожна зі складових багатопроменевого сигналу може мати додатковий коефіцієнт загасання, якщо шлях розповсюдження блокується будинками або іншими об'єктами. У цьому випадку коефіцієнт загасання перешкоди, що створює об'єкт, множиться на коефіцієнт, що відображає втрати на трасі поширення складової i сигналу. Ці втрати внаслідок загасання можуть змінюватися в широких межах залежно від матеріалу й розмірів об'єкта. У якості середньої емпіричної величини змін звичайно використовуються значення втрат через загасання рівне 12 Дб.
Емпіричні моделі
Більшість бездротових систем зв'язку функціонують у складному середовищі поширення хвиль, що неможливо моделювати точно визначаючи траєкторію поширення променів і втрати на трасі поширення. Є ряд моделей визначення втрат на трасі для прогнозування загасання в типовому робітничому середовищі, наприклад для міських і приміських районів. Ці моделі головним чином засновані на даних емпіричних змін з урахуванням частотного діапазону й географічного району. Незважаючи на невисоку точність таких моделей, вони знаходять досить широке застосування.
Рис. 3.6 Кусочно - лінійна модель для визначення втрат на трасі