基于交变隐式差分方向方法的时域有限差分法在无线信道分析中的应用与研究

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1、单位代码：１０２９３密级：考皮《後硕女讼Ａｌｉｊ為雀去分Ｉ■．．ｒ１－．．－Ｖ论文题目：基于交变隐式差分方向方法的时域有限差分法在无线信道分析中的应用与研究学号１２１３０１２５２８姓名黄詰导师失剑专业学位类别工程硕±类型全日制专业（领域）电子与通信工程论文提交日期二零一六年兰月南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研充工作及取得的研究成果。尽我所知，，除了文中特别加标注和致谢的地方外

2、论文中不包含其他人ｔｉ经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过化材料。一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意与我。本人学位论文及涉及相关资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。研究生签名：為媒日期：木？南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南巧邮电大学保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文朽化许论文被查阅和借阅论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检秦：：可将学位：可＾：！采用影印、缩印诚扫描等复制手段保

3、存、汇编本学位论文。本丈电子文档的内容和纸质一致。论文的内容相论文的公布（包巧刊替）授权南京邮电火学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。Ｗ研究化签名：為把导师签名；夺知口期：占．ｔｆｊApplicationandresearchonanalysisofthewirelesschannelwithADI-FDTDThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByZ

4、heHuangSupervisor:JianZhuMarch2016摘要进入二十一世纪以来，无线通信技术获得了长足的进步。但是随着无线通信系统的广泛应用，人们发现可用的频谱资源却越来越少，不能满足人类日益增长的通信需求。信道作为通信的媒介，对通信质量有着重大的影响，本文采用时域方法对无线信道进行了电磁分析。在无线信道分析中，通过引入基于交变隐式差分方向方法的时域有限差分法（ADI-FDTD）分析室内无线信道的问题，有效的克服了稳定性条件的限制，提高了计算效率，并进一步用于分析室内环境因素对信道特性的影响。本文的主要工作如下：首先将FD

5、TD方法用于无线信道的建模，由于其稳定性条件的限制，当时间步长和空间步长很小时，会导致计算时间的大幅度增加，这是其面对的最大问题。引入的ADI-FDTD方法，可以摆脱稳定性条件的限制，具有无条件的稳定性，时间步长可以选取的比较大，从而大大减少计算时间，提高计算效率。本文分别采用FDTD方法与ADI-FDTD方法对视距模型进行仿真，将获得结果与文献进行对比，证明了所使用两种方法的正确性；针对热门的超宽带（UWB）信号，本文进一步采用FDTD方法和ADI-FDTD方法对其在典型的室内模型中的传输特性进行了分析，比较两者结果再次证明了ADI

6、-FDTD方法在无线信道仿真中的可行性。通过对算例的分析，可以看到ADI-FDTD方法时间步长可以增大，计算时间减少，计算效率相对传统的FDTD方法有了很大的提高。基于上述的数值建模后，运用时域后处理算法对室内UWB无线信道进行分析，不仅提取了其信道的冲激响应，还得到了与无线信道传播特性密切相关的参数。最后分析了室内环境下电磁参数、隔墙厚度等对无线电波传输的影响，得到了一些对工程实践具有参考意义的结论。关键词:无线信道，时域有限差分法（FDTD），基于交变隐式差分方向方法的时域有限差分方法（ADI-FDTD）IAbstractstSi

7、ncethe21century,wirelesscommunicationhasmadegreatprogress.Butwiththewidelyapplicationofthewirelesscommunicationsystem,availablespectrumbecomeslessandless,whichcannotmeetthegrowingdemandforcommunication.Asacommunicationmedium,wirelesschannelhasasignificantimpactoncommuni

8、cationquality.Thispaperusestimedomainmethodtoanalyzetheelectromagneticcharacteristicsofwirelesschannel.Inthean