亚太赫兹频段下植被对建筑物反射路径遮挡效应的表征与建模

《IEICE Transactions on Communications》：Characterization and modeling of vegetation blockage effects on building reflection paths at sub-THz frequencies

　　

摘要：

在亚太赫兹（sub-THz）通信中，利用建筑物反射路径对于提高传输效率和链路鲁棒性至关重要，尤其是在视距（LoS）路径受到阻碍时，这些反射路径是可靠的替代方案。然而，这些路径容易受到环境遮挡物的影响。因此，准确建模建筑物反射对于精确评估和设计通信系统至关重要。本文提出了室外亚太赫兹接入链路的特征化和准确定性（Q-D）信道建模方法，特别关注植被遮挡对这些主导反射路径的影响。基于154 GHz和300 GHz双频段的信道测量，获得了角度分辨的信道脉冲响应。与基于简化建筑模型的射线追踪（RT）仿真相比，测量结果显示反射路径存在不规则衰减和间歇性消失现象。我们证明这种间歇性是由建筑物前方的树木和灌木引起的。通过比较测量的反射功率与2D-RT预测结果，我们表明树干会导致完全确定性的路径遮挡，而树冠则会引起显著的随机功率波动。因此，我们为两个测量的亚太赫兹频段提出了Q-D信道模型。该模型在确定性计算的反射分量中引入了植被遮挡系数，根据与路径相交的具体树木部分来区分遮挡效应。具体而言，树干遮挡采用双刀刃衍射建模，而树叶散射则采用统计超额损耗模型。