propagationModel

Создайте модель распространения RF

Описание

pm = propagationModel(modelname) создает модель распространения RF для заданной модели.

пример

pm = propagationModel(___,Name,Value) обновляет модель с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Для примера, pm = propagationModel('rain','RainRate',96) создает модель распространения дождя со скоростью дождя 96 мм/ч. Заключайте каждое имя свойства в кавычки.

Примеры

свернуть все

Укажите сайты 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 интенсивности сильных осадков.

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

    RainRate: 50
        Tilt: 0

Вычислите силу сигнала в приемнике, используя модель распространения дождя.

ss = sigstrength(rx,tx,pm)
ss = -87.1559

Создайте сайт передатчика.

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 покрытие участка передатчика, используя определенную модель распространения.

coverage(tx,'PropagationModel',pm)

Входные параметры

свернуть все

Тип модели распространения, заданный как один из следующих:

  • 'freespace' - Модель распространения свободного пространства.

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

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

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

  • 'close-in' - Модель близкого распространения, обычно используемая в сценариях городских макрокамер. Для получения дополнительной информации см. раздел [1].

    Примечание

    Модель close-in реализует статистическую модель потерь пути и может быть сконфигурирована для различных сценариев. Значения по умолчанию соответствуют сценарию городских макрокамер в окружении, не являющейся линией видимости (NLOS).

  • 'longley-rice' - модель распространения Лонгли-Райса. Эта модель также известна как Нерегулярная модель местности (ITM). Можно использовать эту модель, чтобы вычислить потери пути точке между участками на нерегулярной местности, включая создания. Потерю пути вычисляют из потерь свободного пространства, дифракции местности, отражения земли, преломления через атмосферу, тропосферного рассеяния и атмосферного поглощения. Для получения дополнительной информации и списка ограничений см. [4].

    Примечание

    Модель Лонгли-Райса реализует режим «точка-точка» модели, который использует данные местности для предсказания потерь между двумя точками.

  • 'tirem' - Рельеф местности Интегрированный Грубо-Земной Model™ (TIREM™). Можно использовать эту модель, чтобы вычислить потери пути точке между участками на нерегулярной местности, включая создания. Потерю пути вычисляют из потерь свободного пространства, дифракции местности, отражения земли, преломления через атмосферу, тропосферного рассеяния и атмосферного поглощения. Этой модели нужен доступ к внешней библиотеке TIREM. Фактическая модель действительна от 1 МГц до 1000 ГГц. Но с элементами Antenna Toolbox™ и массивами частотная область значений ограничена 200 ГГц.

  • 'raytracing' - многолучевая модель распространения, которая использует анализ трассировки лучей для вычисления путей распространения и соответствующих потерь пути. Потери пути вычисляются из потерь свободного пространства, потерь отражения из-за материала и потерь поляризации антенны. Можно выполнить анализ трассировки лучей с помощью метода изображения (по умолчанию) или метода съемки и прыгания (SBR). Задайте метод, используя 'Method' свойство. Оба метода включают поверхностные отражения, но не включают эффекты от преломления, дифракции или рассеяния. Оба метода трассировки лучей действительны для частотной области значений от 100 МГц до 100 ГГц. Для получения информации о различиях между изображением и методами SBR, смотрите Выбор модели распространения. Используйте raytrace функция для построения графика путей распространения между сайтами.

Можно использовать эти функции на моделях распространения RF:

  • range - Вычислите область значений радиоволн в различных сценариях распространения. The range функция не поддерживает 'longley-rice', 'tirem', или 'raytracing' модели распространения.

  • pathloss - Вычислите потерю пути распространения радиоволн между узлами передатчика и приемника в различных сценариях распространения.

  • add - Добавьте модели распространения.

Зависимости

Чтобы задать 'tirem', требует Antenna Toolbox.

Типы данных: char

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

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

свернуть все

Скорость дождя, заданная в виде неотрицательного скаляра в миллиметрах в час (мм/ч).

Зависимости

Чтобы задать 'RainRate', необходимо указать 'rain' модель распространения.

Типы данных: double

Угол наклона поляризации сигнала, заданный как скаляр в степенях.

Зависимости

Чтобы задать 'Tilt', необходимо указать 'rain' модель распространения.

Типы данных: double

Газ

свернуть все

Температура воздуха, заданная в виде скаляра в Цельсии (C).

Зависимости

Чтобы задать 'Temperature', необходимо указать 'gas' модель распространения.

Типы данных: double

Давление сухого воздуха, заданное в виде скаляра в паскалях (Pa).

Зависимости

Чтобы задать 'AirPressure', необходимо указать 'gas' модель распространения.

Типы данных: double

Плотность водяного пара, заданная в виде скаляра в граммах на кубический метр (г/м3).

Зависимости

Чтобы задать 'WaterDensity', необходимо указать 'gas' модель распространения.

Типы данных: double

Туман

свернуть все

Температура воздуха, заданная в виде скаляра в Цельсии (C).

Зависимости

Чтобы задать 'Temperature', необходимо указать 'fog' модель распространения.

Типы данных: double

Плотность жидкой воды, заданная в виде скаляра в граммах на кубический метр (г/м3).

Зависимости

Чтобы задать 'WaterDensity', необходимо указать 'fog' модель распространения.

Типы данных: double

Закрытие

свернуть все

Свободное пространство ссылки расстояние, заданное как скаляр в метрах.

Зависимости

Чтобы задать 'ReferenceDistance', вы должны задать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Экспонента потерь пути, заданная как скаляр.

Зависимости

Чтобы задать 'PathLossExponent', необходимо указать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Стандартное отклонение средней Гауссовой случайной переменной, заданное в виде скаляра в децибелах (дБ).

Зависимости

Чтобы задать 'Sigma', необходимо указать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Количество точек данных Гауссовой случайной переменной, заданное в виде целого числа.

Зависимости

Чтобы задать 'NumDataPoints', необходимо указать 'close-in' модель распространения.

Типы данных: double

Примечание

Близкая модель действительна для расстояний, больших или равных 'ReferenceDistance' свойство. Если расстояние меньше 'ReferenceDistance' используется, потери пути 0.

Лонгли-Райс

свернуть все

Поляризация антенн передатчика и приемника, заданная как 'horizontal' или 'vertical'. Обе антенны приняты с одинаковой поляризацией. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения земли.

Зависимости

Чтобы задать 'AntennaPolarization', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: char | string

Проводимость грунта, заданная в виде скаляра в Siemens на метр (S/м). Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения земли. Значение по умолчанию соответствует среднему значению земли.

Зависимости

Чтобы задать 'GroundConductivity', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Относительная диэлектрическая проницаемость грунта, заданная как скаляр. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения земли. Значение по умолчанию соответствует среднему значению земли.

Зависимости

Чтобы задать 'GroundPermittivity', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Атмосферная рефрактивность около земли, заданная в виде скаляра в N-единицах. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за преломления через атмосферу и тропосферного рассеяния. Значение по умолчанию соответствует средним атмосферным условиям.

Зависимости

Чтобы задать 'AtmosphericRefractivity', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Зона радиоклимата. Это значение используется для вычисления изменчивости из-за изменения атмосферных условий. Значение по умолчанию соответствует средним атмосферным условиям в конкретной климатической зоне.

Зависимости

Чтобы задать 'ClimateZone', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: char | string

Уровень допуска по времени потерь пути, заданный как скаляр между [0,001, 0,999]. Изменчивость во времени происходит из-за изменения атмосферных условий. Это значение дает необходимую надежность системы или долю времени, в течение которой фактические потери пути должны быть меньше или равны предсказанию модели. Для получения дополнительной информации см. раздел [5].

Зависимости

Чтобы задать 'TimeVariabilityTolerance', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

Уровень допуска изменчивости ситуации потерь пути, заданный как скаляр между [0,001, 0,999]. Переменность ситуации возникает из-за неконтролируемых или скрытых случайных переменных. Это значение дает необходимое доверие или долю аналогичных ситуаций, для которых фактические потери пути, как ожидается, будут меньше или равны предсказанию модели. Для получения дополнительной информации см. раздел [5].

Зависимости

Чтобы задать 'SituationVariabilityTolerance', необходимо указать 'longley-rice' модель распространения.

Типы данных: double

TIREM

свернуть все

Поляризация антенн передатчика и приемника, заданная как 'horizontal' или 'vertical'. Обе антенны приняты с одинаковой поляризацией. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения земли.

Зависимости

Чтобы задать 'AntennaPolarization', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: char | string

Проводимость грунта, заданная в виде числового скаляра в Siemens на метр (S/m) в область значений от 0,0005 до 100. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения земли. Значение по умолчанию соответствует среднему значению земли.

Зависимости

Чтобы задать 'GroundConductivity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Относительная диэлектрическая проницаемость грунта, заданная как числовой скаляр в область значений от 1 до 100. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения земли. Значение по умолчанию соответствует среднему значению земли.

Зависимости

Чтобы задать 'GroundPermittivity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Атмосферное преломление около земли, заданное как числовой скаляр в N-единицах в область значений от 250 до 400. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за преломления через атмосферу и тропосферного рассеяния. Значение по умолчанию соответствует средним атмосферным условиям.

Зависимости

Чтобы задать 'AtmosphericRefractivity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Абсолютная влажность воздуха около земли, заданная в виде числа в g/m^3 модулей в области значений от 0 до 110. Можно использовать это значение для вычисления потерь пути из-за атмосферного поглощения. Значение по умолчанию соответствует абсолютной влажности воздуха при 15 степенях Цельсия и 70 процентах относительной влажности.

Зависимости

Чтобы задать 'Humidity', необходимо указать 'tirem' модель распространения.

Типы данных: double

Трассировка лучей

свернуть все

Метод трассировки луча, заданный как одно из следующих значений:

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

  • 'sbr' - Используйте метод съемки и прыгания лучей (SBR), который поддерживает до 10 отражений пути и вычисляет приблизительные пути распространения. Метод SBR обычно быстрее, чем способ изображения.

Задайте максимальное количество отражений пути при помощи 'MaxNumReflections' свойство.

Для получения дополнительной информации о различиях между изображением и методами SBR, смотрите Выбор модели распространения.

Зависимости

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

Типы данных: char | string

Угловое разделение запускаемых лучей, заданное как одно из следующих значений:

  • 'high' - Лучи имеют угловое разделение в области значений [0,9912, 1,1845], измеренное в степенях, так что модель запускает 40 962 луча.

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

  • 'low' - Лучи имеют угловое разделение в области значений [0,2478, 0,2961], измеренное в степенях, 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 помощью coverage функция, вы можете улучшить результаты путем выбора нижнего углового разделения.

Зависимости

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

Типы данных: char | string

Максимальное количество отражений пути для поиска с использованием трассировки луча, заданное в виде целого числа. Поддерживаемые значения зависят от значения 'Method' свойство.

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

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

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

Зависимости

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

Типы данных: double

Система координат местоположения площадки, заданная как 'geographic' или 'cartesian'. Если вы задаете 'geographic'типы материалов определяются с помощью 'BuildingMaterial' или 'TerrainMaterial' свойства. Если вы задаете 'cartesian'виды материалов определяются с помощью 'SurfaceMaterial' свойства.

Типы данных: string | char

Поверхностный материал географических созданий, указанный как одно из следующего: 'perfect-reflector', 'concrete', 'brick', 'wood', 'glass', 'metal', или 'custom'. Тип материала используется для вычисления потерь отражения, когда пути распространения отражаются от поверхностей создания. Для получения дополнительной информации см. раздел Значения проницаемости и проводимости ITU для общих материалов.

Когда 'BuildingsMaterial' установлено в 'custom'диэлектрическая проницаемость и проводимость материала указаны в BuildingsMaterialPermittivity и BuildingsMaterialConductivity свойства.

Зависимости

Чтобы задать 'BuildingsMaterials', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'geographic'.

Типы данных: char | string

Относительная диэлектрическая проницаемость поверхностного материала созданий в виде неотрицательного скаляра. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону на частоте 1,9 ГГц.

Зависимости

Чтобы задать 'BuildingsMaterialPermittivity', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'geographic' и 'BuildingsMaterial' на 'custom'.

Типы данных: double

Проводимость поверхностного материала созданий в виде неотрицательного скаляра в Siemens на метр (S/м). Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону на частоте 1,9 ГГц.

Зависимости

Чтобы задать 'BuildingsMaterialConductivity', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'geographic' и 'BuildingsMaterial' на 'custom'.

Типы данных: double

Поверхностный материал местности, указанный как одно из следующего: 'perfect-reflector', 'concrete', 'brick', 'water', 'vegetation', 'loam', или 'custom'. Тип материала используется для вычисления потерь отражения, когда пути распространения отражаются от поверхностей рельефа. Для получения дополнительной информации см. раздел Значения проницаемости и проводимости ITU для общих материалов.

Когда 'TerrainMaterial' установлено в 'custom'диэлектрическая проницаемость и проводимость материала указаны в 'TerrainMaterialPermittivity' и 'TerrainMaterialConductivity' свойства.

Зависимости

Чтобы задать 'TerrainMaterial', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'geographic'.

Типы данных: char | string

Относительная диэлектрическая проницаемость материала местности, заданная как неотрицательный скаляр. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону на частоте 1,9 ГГц.

Зависимости

Чтобы задать 'TerrainMaterialPermittivity', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'geographic' и 'TerrainMaterial' на 'custom'.

Типы данных: double

Проводимость материала местности в виде неотрицательного скаляра в Siemens на метр (S/м). Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует бетону на частоте 1,9 ГГц.

Зависимости

Чтобы задать 'TerrainMaterialConductivity ', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'geographic' и установите 'TerrainMaterial' на 'custom'.

Типы данных: double

Поверхностный материал поверхности карты Декартова, заданный как одно из следующего: '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. Для получения дополнительной информации см. раздел Значения проницаемости и проводимости ITU для общих материалов.

Когда 'SurfaceMaterial' установлено в 'custom'диэлектрическая проницаемость и проводимость материала указаны в 'SurfaceMaterialPermittivity' и 'SurfaceMaterialConductivity' свойства.

Зависимости

Чтобы задать 'SurfaceMaterial', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'cartesian'.

Типы данных: char | string

Относительная диэлектрическая проницаемость поверхностного материала, заданная как неотрицательный скаляр. Относительная диэлектрическая проницаемость выражается как отношение абсолютной проницаемости материала к диэлектрической проницаемости вакуума. Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует штукатурной плате на частоте 1,9 ГГц.

Зависимости

Чтобы задать 'SurfaceMaterialPermittivity', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'cartesian' и 'SurfaceMaterial' на 'custom'.

Типы данных: double

Проводимость поверхностного материала в виде неотрицательного скаляра в Siemens на метр (S/m). Это значение используется для вычисления потерь пути из-за отражения. Значение по умолчанию соответствует штукатурной плате на частоте 1,9 ГГц.

Зависимости

Чтобы задать 'SurfaceMaterialConductivity ', вы должны задать 'CoordinateSystem' на 'cartesian' и установите 'SurfaceMaterial' на 'custom'.

Типы данных: double

Подробнее о

свернуть все

N-составляющие

Индекс преломления воздушного n связан с диэлектрическими константами газовых составляющих воздушной смеси. Числовое значение n лишь немного больше единицы. Чтобы сделать расчет более удобным, можно использовать N модулей, которые приводятся по формуле: N=(n1)×106

Значения проницаемости и проводимости МСЭ для общих материалов

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

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

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

Вопросы совместимости

расширить все

Поведение изменено в R2021a

Ссылки

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

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

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

[4] Hufford, George A., Anita G. Longley, and William A.Kissick. «Руководство к использованию модели нерегулярного рельефа ИТС в режиме Предсказания площади». Отчет NTIA 82-100. Pg-7.

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

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

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

[8] P.2040-1 ITU-R. «Эффекты строительных материалов и конструкций на распространение радиоволн выше» 100MHz. Международное объединение электросвязи - сектор радиосвязи (МСЭ-Р). Июль 2015 года.

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

[10] Юнь, Чжэнцин и Магди Ф. Искандер. Ray Tracing for Radio Propagation Modeling: Principles and Applications (неопр.) (недоступная ссылка). IEEE Access 3 (2015): 1089-1100. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2015.2453991.

[11] Шобах, K.R., N.J. Дэвис и Т. С. Раппапорт. «Метод трассировки луча для прогнозирования потерь пути и задержки распространения в микроклеточных окружениях». В [1992 Proceedings] Общество автомобильных технологий 42-я Конференция СДС - Границы технологии, 932-35. Денвер, CO, США: IEEE, 1992. https://doi.org/10.1109/VETEC.1992.245274.

Введенный в R2019b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте