MATLAB地铁隧道无线电波传播特性的预测与仿真(7)
3.3 实验的方法
实验的方法需要应用到大量的仪器，耗费许多人力物力，对具体的环境进行实际勘察测量，是最可靠的方法。根据测量的数据，利用数学的公式以及信号处理的办法，从而计算出信道的参数。不过由此得出的信道参数往往只适用于所研究对象，具有局限性与特定性，并且由于所用仪器设备的准确性，测量方法，计算手段以及试验场地等因素的限制，也具有很大的局限性。
现场测量所需要的设备如下：
(1) 网络分析仪：用于测量记录现场某处信号的频域特性 ，通过傅里叶逆变换获得该处信道的时域特性包括衰减常数、信号时延与相位。
(4.2)
(2) 频扑分析仪：用于测量记录兴趣点接受信号的场强或功率。通过对特定路径上多点的场强测量获得信号的衰减特性；或对特定区域多点处的场强测量得获信号分布的时域特性。
(3) 模拟或数字示波器：用于显示和记录测量点处接受信号的波形。
(4) 扫频或点频连续信号发生器：为测量系统提供连续扫频信号源（sweep)或单频信号源（cw)
(5) 放大器、衰减器、电缆、连接线、天线。
(6) 其他辅助设备：如通信、交通、照明、电力等。
因为隧道环境一般为封闭环境，考虑到其地形的特殊性，安全性更尤为重要。并且其内部情况复杂，不确定因素较多，昂贵的设备难以在此环境中工作，所以在隧道环境中进行试验测量也是一件较为困难的事情！为此非内部工作人员或未经相关部门批准的人员一律不得入内。
4 矩形隧道多径传播
4.1 矩形隧道中的路径搜索方法
矩形隧道是一种常见的标准隧道，其几何图形简单，而且此环境下的无线信道特性与另一种主要的隧道类型圆形隧道（底部具有水平的路面结构）十分相似。为此，本文以矩形隧道作为研究隧道环境下无线信号传播规律的出发点，以此作为后续研究的基础。
4.1.1 二文共面反射路径的计算
图4-1（a)为矩形隧道的纵剖面，该剖面垂直隧道顶、底面且经过收发天线的连线。在此平面内，不仅存在直达路线TR，而且存在多次反射路径Tr1r2…r(n)R,我们定义这样的平面为二文反射平面。r(n)为第N次的反射点，c(n)为第N次反射点与TK的交点，TK垂直接收天线R的高线h1.直达路径的长度 可由收发天线的位置立即得出：
，h分别为接受天线与发射天线相对于地面的高度， 是收发天线在底面投影的距离。对于二文反射平面的N次反射路径，其长度 可由光学原理很容易得出：
由4.5-4.7可得：
(4.8)
上式中，H为隧道高度， 为入射线与反射面的掠射角， 是点 和K之间的距离。将公式（4.8）代入（4.4）可得
4.1.2 三文反射路径的计算
如图4-1（b)中TGCHE1R这样一条路径，其中反射点GCHE1分别在隧道的前侧壁、顶面、后侧壁、底面上，作ATA1、BGB1、CC1、DHD1、EE1、FRF1、垂直上下底面。A、B、C、D、E、F位于顶面，A1、B1、C1、D1、E1、F1位于底面，由几何光学原理，我们只需将ABB1A1、DFF1D1平面分别绕BB1、DD1旋转一定角度，即可得到4-1（C)所示的一条二文反射路径T1GCHE1R1。图4-1（C）中，T1A1,R1F1分别等于图4-1（a)中的h、h1，T1R1的距离可由三角关系得出。因为图4-1（d)A1、F1分别是T、R在底面的投影，所以图4-1（d)中的二文二次反射路径A1B1D1F1，可以根据公式4.3,，4.8求出。A1B1D1F1的长度与A2F2的长度相等，因此求解T1GCHE1R1长度所有条件便可以得出，再根据公式4.3,4.8求出T1GCHE1R1.