2.4ghz无线局域网的室内路径损耗新模型

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1、中国电子学会第十四届信息论学术年会，2007年12月15—18日，广州2．4GHz无线局域网的室内路径损耗新模型王正斌“2，秦卫平1(1．南京邮电大学数理学院，江苏南京210003；2．南京大学电子科学与工程系，江苏南京210093)摘要：根据电磁波传播的随机射线理论和渗流网格理论，得到Euclid距离度量下的二维随机网格信道中的路径损耗模型，式l_I_J参数具有明确的物理意义。使用此模型分析了室内2．4GItz移动通信系统的功率分布特征：与实测数据进行比较，结果发现新模型的数值解与实际测量结果的均方误差在可以接受的范围内，证明了此模型的准确性和有效性。关键词：无线局域网：随机射线；

2、接收功率：路径损耗模型中图分类号：TN929．5ANovelIndoorPath．LossModelfor2．4GHz、VLANWANGZheng．binl一，QINWei-pin91(1．CollegeofMathematicsandPhysics,NanjingUniverst母ofPostsandTelecommunications,Nanjing210003,China)口．DepartmentofElectronicScienceandEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210093，Chin矽Abstract：Accordingtos

3、tochasticraytheoryofradiopropagationandpercolationlatticestheory,thepath-lossmodelsin2DrandomlatticechannelsareanalyzedbasedonEuclideanmetric．Parametersinthemodelhaveclearphysicalmeanings．Finally,themodelisappliedtocalculatetheindoorpath-lossofmobilecommunicationsat2．4GHz．Experimentaldataprovet

4、heefficiencyofthemodel．Keywords：WLAN；stochasticrays；Receivedpower；path-lossmodel1引言无线局域网(wI。AN)的信道的功率分布估计，或者说给出一个损耗模型，对于WLAN基站的分布、无线链路规划l=

5、=l的覆盖范围及干扰分析具有非常重要的意义。目前的扩频局域网产品大多工作在为900MHz及2．4GHz频段，上海大学也已在2．4GHZ的载波上实现了基于Adhoc技术的微功率无线通信系统。因此本文主要研究了2．4GIlz无线局域网的室内路径损耗模型。影响WLAN室内电波传播的环境因素非常复杂，这些因素例如建筑物

6、的布置、材料结构和类型，会造成电波传播特性和覆盖区的变化和不稳定性。人们对电波传播损耗特性的研究常采用经验模型，半经验或半确定性模型，确定性模型⋯。而最常用方法是经验公式法，经验公式是基于某一特定环境下的实际测量结果。在实际I=

7、=l发射机和接收机在特定环境中置于不同的距离和位置，测量其功率损耗，通过收集大量的数据导出功率损耗曲线及其函数雌1。很显然这种方法费时费力，需要很高的成本。本文根据随机射线理论和渗流网格理论[3．5】，385使用非波动方法对文献【2】和文献[6]中室内电磁波传播环境中的路径损耗进行建模，得到一种新的路径损耗模型。此模型主要包含三个与无线电波实际传播环境密切相

8、关的参数，分别是：室内障碍物之间的平均距离a；研究区域中障碍物的分布状况p(O<庐1)，以及电波传播时的反射损耗工。文献【7—9]中的仿真实验已证明，P(r)OEP，P(r)z口，P(r)zfl，这与实际物理规律相符。目前文献中给出的路径损耗经验模型主要考虑能量损耗与距离的关系，没有充分考虑实际传播环境的影响，将其仅仅简化为一个附加的随机变量。本文所研究的路径损耗模型则包含了实际传播环境的特征参数，因而可以到达更为精确的预测结果。使用射线跟踪算法和几何绕射理论等方法建立的确定性模型虽然计算比较精确，但是非常耗时，且对房间、障碍物等数据库要求很高”⋯。相对而言，本文所述路径损耗模型计算

9、非常方便雨I快捷，对构建无线局域网络具有实际参考价值。中国电子学会第十四届信息论学术年会，2007年12月15．18日，广州2WLAN室内传播的对数距离路径损耗模型平均路径损耗是距离的一次幂的函数【l】，dL=￡(哦)+10nlog(-三-)+爿0(1)“0式中d为收发天线之间的距离，￡(do)为参考路径损耗，玩为参考路径损耗对应的距离，一般取为1米。n为取决于周围环境的路径损耗指数，在1．6～3．3之问变化；x。为标准差为o-的零均值对数正态分布随机变量