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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115915157A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211298286.7H04B10/90(2013.01)(22)申请日2022.10.22H04B7/06(2006.01)H04B7/0413(2017.01)(71)申请人云南省通信产业服务有限公司地址650011云南省昆明市中国(云南)自由贸易试验区昆明片区官渡区北京路237号(72)发明人杨海斌聂云锋马怀庆李锐鹏杨亚李海华张宇捷(74)专利代理机构昆明明润知识产权代理事务所(普通合伙)53215专利代理师王鹏飞(51)Int.Cl.H04W16/18(2009.01)H04W24/06(2009.01)H04B17/391(2015.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法(57)摘要本发明涉及一种基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法,属于太赫兹通信技术领域。本发明建立城市建筑三维仿真模型,根据所选频段设定建筑材料的相对介电常数,电导率和厚度等、设定太赫兹波传输环境参数,包括载波频率,频带宽度,发射功率,天线参数等,放置相应的发射器与接收器、根据所设定的参数,射线追踪每条从发射端到接收端的传播路径,仿真出接收功率、路径损耗、SNR等信道参数,并生成所研究区域的信号强度温度图、根据仿真结果和实际建筑分布情况,调整基站的位置或添加基站,减少覆盖盲区、对信号强度较弱的区域,使用波束成形、天线分集等技术增强信号强度。CN115915157ACN115915157A权利要求书1/2页1.一种基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法,其特征在于:Step1:建立城市建筑三维仿真模型,根据所选频段设定建筑材料的相对介电常数,电导率和厚度;Step2:设定太赫兹波传输环境参数,所述参数包括载波频率,频带宽度,发射功率,天线参数,放置相应的发射器与接收器;Step3:根据所设定的参数,射线追踪每条从发射端到接收端的传播路径,仿真出信道参数,并生成所研究区域的信号强度温度图,所述信道参数包括接收功率、路径损耗、自由空间损耗、信道容量、信噪比;Step4:根据仿真结果和实际建筑分布情况,调整基站的位置或添加基站,减少覆盖盲区;Step5:对信号强度较弱的区域,使用波束赋形、天线分集技术,增强信号强度。2.根据权利要求1所述的基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法,其特征在于,所述Step1中,建立城市建筑三维仿真模型具体为:利用Blender软件在地图上截取某城市中心区域,导出城市地形、建筑模型,再经过渲染处理后导入到电磁仿真软件中进行通信信道建模,射线接触的物体的表面设置为不同的材料;所述材料指的是仿真中对路径或者能量损耗的影响,不代表仿真物体的物理特性,为建筑材料设置所用载波频率的相关介电常数和电导率。3.根据权利要求1所述的基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法,其特征在于,Step2中:所述载波频率选择110GHz太赫兹频段,发射功率为35dBm,基站放置在建筑楼顶,把要研究区域的地面铺满接收器,仿真出信号的覆盖范围和接收强度,再把接收器放置成沿着街道移动的直线路径,分析这条路径上的信号强度。4.根据权利要求1所述的基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法,其特征在于,Step3中:所述接收功率接收功率是指接收器接收的有效路径功率之和,表示为:其中,Pi是由第i个发射机而产生的接收功率;其中,λ表示信号波长,β表示发射信号的频谱ST(f)与接收器接收的频谱SR(f)的重叠,η0表示自由空间阻抗,Eα,i表示第i条射线到达接收端的俯仰方向的电场强度,Eγ,i表示第i条射线到达接收端的水平方向的电场强度,αi和γi表示射线的到达角度。5.根据权利要求1所述的基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法,其特征在于,Step3中:所述路径损耗就是信号从发射器到接收器传播时能量功率的损耗,当收发天线不是理想的各向同性天线,有各自的增益,发射天线的增益为GT,接收天线的增益为GR,路径损耗为:LPath(dB)=PT(dBm)‑PR(dBm)+GT,Max(dBi)+GR,Max(dBi)‑LS(dB)2CN115915157A权利要求书2/2页其中,GTMax表示该发射天线的最大增益,GRMax表示该接收天线的最大增益,LS表示系统中所有其他损耗的总和,路径损耗等于负的路径增益。6.根据权利要求1所述的基于射线追踪的城市环境太赫兹无线通信基站选址方法,其特征在于,Step3中:所述自由空间损耗指的是电磁波在空气中传播时的能量损耗,太赫兹波在自由空间损耗表示为:其中,λ是载波波长,GT