Modelování bezdrátového spojení mezi družicí a říční lodí

Abstract

Bakalářská práce se zabývá šířením signálu ve formě elektromagnetické vlny mezi družicí a lodí, pro prostředí říčního koryta s mostem. Loď plující korytem řeky přijímá elektromagnetické vlnění vyslané družicí, které je ovlivněno celou řadou faktorů. Mezi ně patří především ztráty volným prostorem, difrakce, nebo vícecestné šíření. Všechny tyto mechanizmy závisí nejvíce na poloze v korytě řeky, ve které se v danou chvíli loď nachází. Pro zjištění výkonových bilancí takového spoje je nutné všechny mechanizmy zahrnou do modelu, který je teoreticky předpovídá. Pro takovouto simulaci byl zvolen software MATLAB. V simulačním prostředí byl pak vytvořen program schopný na základě zadaných parametrů vyhodnotit výkonovou bilanci bezdrátového spoje. Výstupem je matice dat přijatých výkonů a jim odpovídající hodnoty polohy přijímače v korytě řeky. Model umožňuje měnit téměř veškeré parametry scény, kterými jsou např. frekvence, rozměry scény a mostu, sklony stěn koryta, nebo činitele odrazu jednotlivých materiálů. Vlastnosti a funkčnost modelu jsou ověřeny na reálném experimentu měřeném v prostředí vlakového koridoru, který je geometrickým tvarem scény podobný korytu řeky.

This bachelor thesis deals with the propagation of a signal in the form of an electromagnetic wave between a satellite and a ship, for the riverbed environment with a bridge. A ship sailing in a river receives electromagnetic waves transmitted by a satellite, which are influenced by many factors. These are mainly free space loss, diffraction or multipath propagation. All of these mechanisms depend mainly on the position of the ship in the river. To find out power balance of that connection it is necessary to include all mechanisms in a simulation model, which predicts them theoretically. For such a simulation the MATLAB software was selected. In the simulation environment a program was created, which is capable, on the basis of the specified parameters, of evaluating the wireless link power balance. The output is a data matrix of received power and their corresponding values of the position of the receiver in the riverbed. The model allows the changing of almost all parameters such as frequencies, scene and bridge dimensions, slope of riverbed walls or the reflection coefficients of individual materials. The features and functionality of the model are verified in a real experiment measured in a train corridor environment that is geometrically similar to the riverbed.