Распространение радиоволн в современных системах

Нижегородский государственный университет
им. Н.И. Лобачевского
Радиофизический факультет
Учебно-исследовательская лаборатория физических основ и
технологий беспроводной связи
Кафедра распространения радиоволн и радиоастрономии
Образовательный комплекс
Распространение радиоволн в
современных системах мобильной
связи
Профессор В.Г.Гавриленко,
Доцент В.А. Яшнов
Н.Новгород, 2004
Цели и задачи
образовательного комплекса
Изучение физических основ распространения
радиоволн дециметрового диапазона на
приземных трассах и в городских условиях
Освоение методов расчета динамических и
статистических характеристик сигналов в
системах мобильной связи
Знакомство слушателей с накопленными к
настоящему времени экспериментальными
данными
и
различными
методами
прогнозирования устойчивой радиосвязи.
Цели и задачи
образовательного комплекса
В результате слушатели приобретают:
•Навыки расчета характеристик различных радиотрасс
• Умение пользоваться имеющимися
специализированными пакетами для расчета зон
покрытия
•Возможность вести самостоятельные исследования в
области разработки новых методов прогнозирования
устойчивой радиосвязи
Области применения
и возможности использования
Комплекс рассчитан:
•на
студентов
и
аспирантов
различных
специальностей (радиофизиков, физиков и др.),
специализирующихся в области распространения
радиоволн и беспроводной связи
•на
специалистов,
занимающихся
проектированием новых систем мобильной
радиосвязи и расчетами надежности радиосвязи в
существующих мобильных системах.
Краткое содержание курса
1.
Основные особенности распространения радиоволн в современных
системах беспроводной связи
2.
Модели, используемые для описания распространения радиоволн
•
Основы теории распространения радиоволн в свободном
пространстве и при наличии препятствий
•
Модель распространения радиоволн в свободном пространстве
•
Распространение радиоволн над земной поверхностью.
•
Влияние рельефа на распространение радиоволн вдоль земной
поверхности
•
Распространение радиоволн в условиях города
•
Распространение радиоволн внутри зданий и помещений
Основные механизмы
распространения радиоволн
d1
d1
d2
Зеркальное отражение
A  d1  d2 1
d1
d2
Однократная дифракция
A  d1 / d2 d1  d2 1 / 2
d2
Многократная дифракция
A  d 1,9
Основные механизмы
распространения радиоволн
Рассеяние
A  d1d2 1
Поглощение, прохождение
A2 / A1  T
A  d n exp  d 
Волноводное распространение
Дифракция радиоволн на
одиночном препятствии
Размеры зоны Френеля
находятся из условия

R1  R2  R1  R2  m .
2
r1r2
d
.
2H r
r  r1  r2 .
Препятствие можно
считать клиновидным
при
d
R2
R1
R1
r1
R2
H
r2
a1,2
r1r2

.
 10 Hr
Краткое содержание курса
3.
Обзор экспериментальных статистических данных по
распространению дециметровых радиоволн в городе
4.
Статистические модели, основанные на непосредственном
обобщении опытных данных
5.
Опытные данные по связи между двумя подвижными пунктами,
расположенными вблизи поверхности Земли
Краткое содержание курса
6.
Статистическая модель Г.А. Пономарева, А.Н. Куликова,
Е.Д.Тельпуховского
•
Статистическая модель городской застройки
•
Вероятность прямой видимости
•
Средний размер незатененных участков поверхностей зданий
•
Модифицированный метод Кирхгофа, учитывающий затенение
поверхностей городских зданий
•
Среднее значение поля в точке приема
•
Функция корреляции поля дециметровых волн в городе
•
Средняя интенсивность поля над квазиплоским статистически
однородным районом города (однократное рассеяние)
Краткое содержание курса
6.
Статистическая модель Г.А. Пономарева, А.Н. Куликова,
Е.Д.Тельпуховского
•
Интенсивность бокового излучения (учет дифракции)
•
Сравнение результатов расчета с экспериментальными
данными
•
Средняя интенсивность поля в слое городской застройки
(многократное рассеяние)
•
Средняя интенсивность бокового излучения при двукратном
рассеянии
•
Пространственная корреляция поля
•
Угловой энергетический спектр в приближении однократного
рассеяния
Краткое содержание курса
7.
Сочетание статистических и детерминистических методов
прогнозирования устойчивой радиосвязи в городе
Краткий план
лабораторного практикума
1. Лабораторная работа «Излучение диполя над
плоской границей раздела»
2. Компьютерная
лабораторная
работа
«Моделирование различных условий радиосвязи
между пунктами, расположенными в городской
застройке, на примерах расчета однократного и
многократного рассеяния волн на хаотически
расположенных цилиндрах»
Комплект поставки
образовательного комплекса
•
Учебный план и программа курса
•
Курс лекций
•
Описания лабораторных работ
•
Презентация образовательного комплекса
Авторский коллектив
•Доктор физ.-мат.наук, профессор, зав. кафедрой
распространения радиоволн и радиоастрономии
В.Г.Гавриленко
•Кандидат физ.-мат.наук, доцент кафедры
распространения радиоволн и радиоастрономии
В.А.Яшнов
•Программист первой категории А.В.Сорокин
•Аспирант Ю.М.Куликов
•Аспирант П.А.Котов