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