Exponenta Banner
exponenta event banner

propagationModel

Создание модели распространения радиочастот

свернуть все на странице

Синтаксис

pm = распространение Модель (имя модели)
pm = распространение Модель (___, имя, значение)

Описание

pm = propagationModel(modelname) создает модель распространения РЧ для указанной модели.

пример

pm = propagationModel(___,Name,Value) обновляет модель, используя одну или несколько пар имя-значение. Например, pm = propagationModel('rain','RainRate',96) создает модель распространения дождя со скоростью 96 мм/ч. Заключите каждое имя свойства в кавычки.

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Укажите местоположения передатчика и приемника.

tx = txsite('Name','MathWorks Apple Hill',...
       'Latitude',42.3001, ...
       'Longitude',-71.3504, ...
       'TransmitterFrequency', 2.5e9);
 
rx = rxsite('Name','Fenway Park',...
       'Latitude',42.3467, ...
       'Longitude',-71.0972);

Создайте модель распространения для интенсивных осадков.

pm = propagationModel('rain','RainRate',50)
pm = 
  Rain with properties:

    RainRate: 50
        Tilt: 0

Расчет уровня сигнала в приемнике с использованием модели распространения дождя.

ss = sigstrength(rx,tx,pm)
ss = -87.1559
Открыть сценарий в реальном времени

Создайте узел датчика.

tx = txsite
tx = 
  txsite with properties:

                    Name: 'Site 1'
                Latitude: 42.3001
               Longitude: -71.3504
                 Antenna: 'isotropic'
            AntennaAngle: 0
           AntennaHeight: 10
              SystemLoss: 0
    TransmitterFrequency: 1.9000e+09
        TransmitterPower: 10

Создайте модель распространения Лонгли-Райса с помощью propagationModel функция.

pm = propagationModel('longley-rice','TimeVariabilityTolerance',0.7)
pm = 
  LongleyRice with properties:

              AntennaPolarization: 'horizontal'
               GroundConductivity: 0.0050
               GroundPermittivity: 15
          AtmosphericRefractivity: 301
                      ClimateZone: 'continental-temperate'
         TimeVariabilityTolerance: 0.7000
    SituationVariabilityTolerance: 0.5000

Найдите зону обслуживания узла передатчика с помощью определенной модели распространения.

coverage(tx,'PropagationModel',pm)

Входные аргументы

свернуть все

Тип модели распространения, указанный как один из следующих:

  • 'freespace' - Модель распространения свободного пространства.

  • 'rain' - Модель распространения дождя. Для получения дополнительной информации см. [3].

  • 'gas' - Модель распространения газа. Для получения дополнительной информации см. [7].

  • 'fog' - Модель распространения тумана. Для получения дополнительной информации см. [2].

  • 'close-in' - Близкая модель распространения, обычно используемая в городских макроклеточных сценариях. Для получения дополнительной информации см. [1].

    Примечание

    Модель закрытия реализует статистическую модель потерь тракта и может быть сконфигурирована для различных сценариев. Значения по умолчанию соответствуют сценарию городской макроячейки в среде NLOS.

  • 'longley-rice' - модель распространения Лонгли-Райса. Эта модель также известна как нерегулярная модель рельефа (ITM). Эту модель можно использовать для расчета потерь на пути «точка-точка» между площадками на нерегулярной местности, включая здания. Потери на пути вычисляются по потерям свободного пространства, дифракции местности, отражению земли, преломлению через атмосферу, тропосферному рассеянию и атмосферному поглощению. Для получения дополнительной информации и списка ограничений см. [4].

    Примечание

    Модель Лонгли-Райса реализует двухточечный режим модели, который использует данные рельефа местности для прогнозирования потерь между двумя точками.

  • 'tirem' - Интегрированная Model™ Земли (TIREM™). Эту модель можно использовать для расчета потерь на пути «точка-точка» между площадками на нерегулярной местности, включая здания. Потери на пути вычисляются по потерям свободного пространства, дифракции местности, отражению земли, преломлению через атмосферу, тропосферному рассеянию и атмосферному поглощению. Этой модели необходим доступ к внешней библиотеке TIREM. Действительная модель действительна от 1 МГц до 1000 ГГц. Но с антенными Toolbox™ элементами и решетками диапазон частот ограничен 200 ГГц.

  • 'raytracing' - многолучевая модель распространения, использующая анализ трассировки лучей для вычисления путей распространения и соответствующих потерь в тракте. Потери на траектории вычисляются из потерь свободного пространства, потерь на отражение из-за материала и потерь на поляризацию антенны. Можно выполнить анализ трассировки лучей с помощью метода изображения (по умолчанию) или метода съемки и отскока лучей (SBR). Укажите метод с помощью 'Method' собственность. Оба способа включают поверхностные отражения, но не включают эффекты преломления, дифракции или рассеяния. Оба метода трассировки лучей действительны для диапазона частот от 100 МГц до 100 ГГц. Сведения о различиях между методами изображения и SBR см. в разделе Выбор модели распространения. Используйте raytrace для построения графика путей распространения между участками.

Можно использовать следующие функции в моделях распространения РЧ:

  • range - Рассчитать диапазон радиоволн при различных сценариях распространения. range функция не поддерживает 'longley-rice', 'tirem', или 'raytracing' модели распространения.

  • pathloss - Рассчитать потери на пути распространения радиоволн между передатчиком и приемником при различных сценариях распространения.

  • add - Добавление моделей распространения.

Типы данных: char

Аргументы пары «имя-значение»

Укажите дополнительные пары, разделенные запятыми Name,Value аргументы. Name является именем аргумента и Value - соответствующее значение. Name должен отображаться внутри кавычек. Можно указать несколько аргументов пары имен и значений в любом порядке как Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: 'RainRate',50 устанавливает скорость осадков в модели распространения дождя равной 50.
Дождь

свернуть все

Скорость дождя, заданная как неотрицательный скаляр в миллиметрах в час (мм/ч).

Зависимости

Определить 'RainRate', необходимо указать 'rain' модель распространения.

Типы данных: double

Угол наклона поляризации сигнала, определяемый как скаляр в градусах.

Зависимости

Определить 'Tilt', необходимо указать 'rain' модель распространения.

Типы данных: double

Газ

свернуть все

Температура воздуха, заданная как скаляр по Цельсию (C).

Зависимости

Определить 'Temperature', необходимо указать 'gas' модель распространения.

Типы данных: double

Давление сухого воздуха, указанное как скаляр в паскалях (Па).

Зависимости

Определить 'AirPressure', необходимо указать 'gas' модель распространения.

Типы данных: double

Плотность водяного пара, указанная как скаляр в граммах на кубический метр (г/м3).

Зависимости

Определить 'WaterDensity', необходимо указать 'gas' модель распространения.

Типы данных: double

Туман

свернуть все

Температура воздуха, заданная как скаляр по Цельсию (C).

Зависимости

Определить 'Temperature', необходимо указать 'fog' модель распространения.

Типы данных: double

Плотность жидкой воды, указанная как скаляр в граммах на кубический метр (г/м3).

Зависимости

Определить 'WaterDensity', необходимо указать 'fog' модель распространения.

Типы данных: double

Заключительное соглашение

свернуть все

Опорное расстояние свободного пространства, указанное как скаляр в метрах.

Зависимости

Определить 'ReferenceDistance', необходимо указать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Степень потери пути, заданная как скаляр.

Зависимости

Определить 'PathLossExponent', необходимо указать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Стандартное отклонение нулевой средней гауссовой случайной величины, определяемой как скаляр в децибелах (дБ).

Зависимости

Определить 'Sigma', необходимо указать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Число точек данных нулевой средней гауссовой случайной величины, определяемой как целое число.

Зависимости

Определить 'NumDataPoints', необходимо указать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Примечание

Модель закрытия действительна для расстояний, больших или равных 'ReferenceDistance' собственность. Если расстояние меньше 'ReferenceDistance' используется, потеря тракта 0.

Лонгли-Райс

свернуть все

Поляризация антенн передатчика и приемника, указанных как 'horizontal' или 'vertical'. Предполагается, что обе антенны имеют одинаковую поляризацию. Это значение используется для вычисления потерь на трассе из-за отражения грунта.

Зависимости

Определить 'AntennaPolarization', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: char | string

Проводимость земли, указанная как скаляр в Siemens на метр (S/m). Это значение используется для вычисления потерь на трассе из-за отражения грунта. Значение по умолчанию соответствует среднему заземлению.

Зависимости

Определить 'GroundConductivity', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Относительная диэлектрическая проницаемость земли, заданная как скаляр. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь траектории вследствие отражения грунта. Значение по умолчанию соответствует среднему заземлению.

Зависимости

Определить 'GroundPermittivity', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Атмосферная преломляемость вблизи земли, заданная как скаляр в N-единицах. Это значение используется для расчета потерь на пути из-за преломления через атмосферу и тропосферный рассеяние. Значение по умолчанию соответствует среднему атмосферному условию.

Зависимости

Определить 'AtmosphericRefractivity', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Зона радиоклимата. Это значение используется для расчета изменчивости вследствие изменения атмосферных условий. Значение по умолчанию соответствует средним атмосферным условиям в конкретной климатической зоне.

Зависимости

Определить 'ClimateZone', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: char | string

Уровень допусков вариабельности по времени потери тракта, заданный как скаляр между [0,001, 0,999]. Изменчивость времени происходит из-за изменения атмосферных условий. Это значение дает требуемую надежность системы или долю времени, в течение которого фактическая потеря тракта должна быть меньше или равна прогнозированию модели. Для получения дополнительной информации см. [5].

Зависимости

Определить 'TimeVariabilityTolerance', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Уровень допусков изменчивости ситуации потери пути, указанный как скаляр в диапазоне между [0,001, 0,999]. Изменчивость ситуации происходит из-за неконтролируемых или скрытых случайных величин. Это значение дает требуемую достоверность системы или долю аналогичных ситуаций, для которых фактическая потеря маршрута должна быть меньше или равна прогнозу модели. Для получения дополнительной информации см. [5].

Зависимости

Определить 'SituationVariabilityTolerance', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

TIREM

свернуть все

Поляризация антенн передатчика и приемника, указанных как 'horizontal' или 'vertical'. Предполагается, что обе антенны имеют одинаковую поляризацию. Это значение используется для вычисления потерь на трассе из-за отражения грунта.

Зависимости

Определить 'AntennaPolarization', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: char | string

Проводимость земли, указанная как числовой скаляр в Siemens на метр (S/m) в диапазоне от 0,0005 до 100. Это значение используется для вычисления потерь на трассе из-за отражения грунта. Значение по умолчанию соответствует среднему заземлению.

Зависимости

Определить 'GroundConductivity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Относительная диэлектрическая проницаемость земли, заданная как числовой скаляр в диапазоне от 1 до 100. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь траектории вследствие отражения грунта. Значение по умолчанию соответствует среднему заземлению.

Зависимости

Определить 'GroundPermittivity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Атмосферная преломляемость вблизи земли, заданная как числовой скаляр в N-единицах в диапазоне от 250 до 400. Это значение используется для расчета потерь на пути из-за преломления через атмосферу и тропосферный рассеяние. Значение по умолчанию соответствует среднему атмосферному условию.

Зависимости

Определить 'AtmosphericRefractivity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Абсолютная влажность воздуха вблизи земли, заданная как числовой скаляр вg/m^3 в диапазоне от 0 до 110. Это значение можно использовать для расчета потерь траектории из-за поглощения в атмосфере. Значение по умолчанию соответствует абсолютной влажности воздуха при 15 градусах Цельсия и 70% относительной влажности.

Зависимости

Определить 'Humidity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Трассировка лучей

свернуть все

Метод трассировки лучей, указанный как одно из следующих значений:

  • 'image' - Используйте метод изображения, который поддерживает до двух отражений пути и вычисляет точные пути распространения.

  • 'sbr' - использовать метод съемки и отскока (SBR), который поддерживает до 10 отражений пути и вычисляет аппроксимированные пути распространения. Способ SBR обычно быстрее, чем способ изображения.

Укажите максимальное количество отражений пути с помощью 'MaxNumReflections' собственность.

Дополнительные сведения о различиях между методами изображения и SBR см. в разделе Выбор модели распространения.

Зависимости

Чтобы задать метод трассировки лучей, необходимо указать modelname входной аргумент как 'raytracing'.

Типы данных: char | string

Угловое разделение запущенных лучей, определяемое как одно из следующих значений:

  • 'high' - Лучи имеют угловое разделение в диапазоне [0,9912, 1.1845], измеренное в градусах, так что модель запускает 40 962 луча.

  • 'medium' - Лучи имеют угловое разделение в диапазоне [0,4956, 0,5923], измеренное в градусах, так что модель запускает 163 842 луча.

  • 'low' - Лучи имеют угловое разделение в диапазоне [0,2478, 0,2961], измеренное в градусах, так что модель запускает 655 362 луча.

Поскольку модель запускает больше лучей, анализ трассировки лучей с низким угловым разделением может потребовать больше времени, чем с высоким угловым разделением.

При создании карт покрытия с использованием coverage можно улучшить результаты, выбрав более низкое угловое разделение.

Зависимости

Чтобы задать угловое разделение запущенных лучей, необходимо указать modelname аргумент как 'raytracing' и 'Method' свойство как 'sbr'.

Типы данных: char | string

Максимальное число отражений пути для поиска с помощью трассировки лучей, указанное как целое число. Поддерживаемые значения зависят от значения 'Method' собственность.

  • Когда 'Method' является 'image', поддерживаемые значения: 0, 1, и 2.

  • Когда 'Method' является 'sbr'поддерживаемые значения находятся в диапазоне [0,10].

Значение по умолчанию 1 приводит к поиску путей распространения линии визирования и путей распространения с одним отражением.

Зависимости

Чтобы задать максимальное количество отражений пути, необходимо указать modelname аргумент как 'raytracing'.

Типы данных: double

Система координат расположения площадки, указанная как 'geographic' или 'cartesian'. При указании 'geographic', виды материалов определяются с помощью 'BuildingMaterial' или 'TerrainMaterial' свойства. При указании 'cartesian', виды материалов определяются с помощью 'SurfaceMaterial' свойства.

Типы данных: string | char

Поверхностный материал географических зданий, указанный как один из следующих: 'perfect-reflector', 'concrete', 'brick', 'wood', 'glass', 'metal', или 'custom'. Тип материала используется для расчета потерь отражения, когда пути распространения отражаются от поверхностей здания. Дополнительные сведения см. в разделе Значения диэлектрической проницаемости и проводимости ITU для обычных материалов.

Когда 'BuildingsMaterial' имеет значение 'custom', диэлектрическая проницаемость и проводимость материала указаны в BuildingsMaterialPermittivity и BuildingsMaterialConductivity свойства.

Зависимости

Определить 'BuildingsMaterials', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'geographic'.

Типы данных: char | string

Относительная диэлектрическая проницаемость материала поверхности зданий, определяемая как неотрицательный скаляр. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь траектории из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону при 1,9 ГГц.

Зависимости

Определить 'BuildingsMaterialPermittivity', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'geographic' и 'BuildingsMaterial' кому 'custom'.

Типы данных: double

Проводимость материала поверхности зданий, указанная как неотрицательный скаляр в Siemens на метр (S/m). Это значение используется для вычисления потерь траектории из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону при 1,9 ГГц.

Зависимости

Определить 'BuildingsMaterialConductivity', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'geographic' и 'BuildingsMaterial' кому 'custom'.

Типы данных: double

Поверхностный материал рельефа, указанный как один из следующих: 'perfect-reflector', 'concrete', 'brick', 'water', 'vegetation', 'loam', или 'custom'. Тип материала используется для расчета потерь отражения, когда пути распространения отражаются от поверхностей рельефа. Дополнительные сведения см. в разделе Значения диэлектрической проницаемости и проводимости ITU для обычных материалов.

Когда 'TerrainMaterial' имеет значение 'custom', диэлектрическая проницаемость и проводимость материала указаны в 'TerrainMaterialPermittivity' и 'TerrainMaterialConductivity' свойства.

Зависимости

Определить 'TerrainMaterial', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'geographic'.

Типы данных: char | string

Относительная диэлектрическая проницаемость материала рельефа, определяемая как неотрицательный скаляр. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь траектории из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону при 1,9 ГГц.

Зависимости

Определить 'TerrainMaterialPermittivity', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'geographic' и 'TerrainMaterial' кому 'custom'.

Типы данных: double

Проводимость материала рельефа, указанная как неотрицательный скаляр в Siemens на метр (S/m). Это значение используется для вычисления потерь траектории из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону при 1,9 ГГц.

Зависимости

Определить 'TerrainMaterialConductivity ', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'geographic' и набор 'TerrainMaterial' кому 'custom'.

Типы данных: double

Материал поверхности декартовой поверхности карты, указанный как один из следующих: 'plasterboard','perfect-reflector', 'ceilingboard', 'chipboard', 'floorboard', 'concrete', 'brick', wood, 'glass', 'metal', 'water', 'vegetation', 'loam', или 'custom'. Тип материала используется для вычисления потерь отражения, когда пути распространения отражаются от поверхностей. Дополнительные сведения см. в разделе Значения диэлектрической проницаемости и проводимости ITU для обычных материалов.

Когда 'SurfaceMaterial' имеет значение 'custom', диэлектрическая проницаемость и проводимость материала указаны в 'SurfaceMaterialPermittivity' и 'SurfaceMaterialConductivity' свойства.

Зависимости

Определить 'SurfaceMaterial', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'cartesian'.

Типы данных: char | string

Относительная диэлектрическая проницаемость поверхностного материала, определяемая как неотрицательный скаляр. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной диэлектрической проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь траектории из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует штукатурке с частотой 1,9 ГГц.

Зависимости

Определить 'SurfaceMaterialPermittivity', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'cartesian' и 'SurfaceMaterial' кому 'custom'.

Типы данных: double

Проводимость поверхностного материала, указанная как неотрицательный скаляр в Siemens на метр (S/m). Это значение используется для вычисления потерь траектории из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует штукатурке с частотой 1,9 ГГц.

Зависимости

Определить 'SurfaceMaterialConductivity ', необходимо установить 'CoordinateSystem' кому 'cartesian' и набор 'SurfaceMaterial' кому 'custom'.

Типы данных: double

Подробнее

свернуть все

N-единицы

Показатель преломления воздуха n связан с диэлектрическими константами газовых составляющих воздушной смеси. Числовое значение n лишь немного больше единицы. Чтобы сделать расчёт более удобным, можно использовать N единиц, которые задаются формулой: N = (n − 1) × 106

Значения диэлектрической проницаемости и проводимости ITU для обычных материалов

ITU-R P.2040-1 [8] и ITU-R P.527-5 [9] представляют способы, уравнения и значения, используемые для вычисления реальной относительной диэлектрической проницаемости, проводимости и комплексной относительной диэлектрической проницаемости для обычных материалов.

  • Для получения информации о значениях, рассчитанных для строительных материалов, указанных в ITU-R P.2040-1, см. buildingMaterialPermittivity.

  • Для получения информации о значениях, рассчитанных для материалов рельефа местности, указанных в ITU-R P.527-5, см. earthSurfacePermittivity.

Вопросы совместимости

развернуть все

В R2021a изменилось поведение

Ссылки

[1] Солнце, S., Взаимопонимание, T.S., Томас, T., Ghosh, A., Нгуен, H., Ковач, я., Родригес, я., Koymen, O. и Prartyka, A. «Расследование точности прогноза, чувствительности и стабильности параметра крупномасштабных моделей пути распространения потерь для 5G радиосвязи». Сделки IEEE по автомобильной технологии, Vol.65, № 5, стр. 2843-2860, май 2016 г.

[2] ITU-R P.840-6. «Затухание из-за облака и тумана». Сектор радиосвязи МСЭ

[3] ITU-R P.838-3. «Специфическая модель ослабления для дождя для использования в методах прогнозирования». Сектор радиосвязи МСЭ

[4] Хаффорд, Джордж А., Анита Г. Лонгли и Уильям А.Киссик. «Руководство по использованию нерегулярной модели местности ITS в режиме прогнозирования площади». Отчет NTIA 82-100. Pg-7.

[5] Домашняя страница программного обеспечения https://www.softwright.com/faq/support/longley_rice_variability.html

[6] Сейболд, Джон. Введение в распространение RF. Уайли, 2005

[7] ITU-R P.676-11. «Затухание атмосферными газами». Сектор радиосвязи МСЭ

[8] ITU-R P.2040-1. «Влияние строительных материалов и конструкций на распространение радиоволны выше 100MHz.» Международный союз электросвязи - сектор радиосвязи (МСЭ-Р). Июль 2015 года.

[9] ITU-R P.527-5. «Электрические характеристики поверхности Земли». Международный союз электросвязи - сектор радиосвязи (МСЭ-Р). Август 2019 года.

[10] Юнь, Чжэнцин и Магды Ф. Искандер. «Трассировка лучей для моделирования распространения радио: принципы и приложения». IEEE Access 3 (2015): 1089-1100. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2015.2453991.

[11] Шаубах, К.Р., Н.Ж. Дэвис и Т.С. Раппапорт. «Метод трассировки лучей для прогнозирования потерь на пути и разброса задержек в микроклеточных средах». В [1992 Proceedings] Общество автомобильной технологии 42-я конференция СДС - Границы технологии, 932-35. Денвер, CO, США: IEEE, 1992. https://doi.org/10.1109/VETEC.1992.245274.

См. также

| | | | | | | | |

Темы

Представлен в R2017b

Документация по панели инструментов антенны

Поддержка