本文關鍵詞：三維M2M散射信道時間自相關特性研究

  更多相關文章： 航空M2M通信 動態(tài)散射體 三維信道 時間自相關函數(shù) 射線跟蹤法

【摘要】：民用航空產業(yè)大發(fā)展使得傳統(tǒng)民用航空通信系統(tǒng)容量逐步趨于飽和,建立一個空天地一體化的未來航空通信系統(tǒng)已是大勢所趨。航空移動通信系統(tǒng)收發(fā)端飛行器處于運動狀態(tài),在三維立體空域內進行mobile-to-mobile(M2M)通信。收發(fā)端相對運動,收發(fā)端周圍散射體隨機運動,都會帶來多普勒效應,給多載波技術關鍵參數(shù)的設定提出更高的要求。時間自相關函數(shù)作為信道的二階統(tǒng)計特性,能估計出信道的多普勒擴展和相干時間,可為未來航空移動通信系統(tǒng)的高效空空組網(wǎng)提供必要的物理層信息。目前大部分文獻研究二維場景下的時間自相關函數(shù),少有文獻研究三維動態(tài)散射場景下的時間自相關函數(shù)。本文針對航空移動通信環(huán)境建立三維M2M散射場景,研究信道的時間自相關函數(shù),具體內容如下:①基于正弦求和統(tǒng)計建模思想,推導出三維M2M散射信道時間自相關函數(shù)該表達式為有限區(qū)間內的七重積分,具有較強的推廣性:通過降維可等效為二維散射場景;令散射體相對于收發(fā)端靜止可等效為穩(wěn)態(tài)散射場景。為選擇合適方法得到目標七重積分的數(shù)值結果,對幾種典型數(shù)值積分方法進行仿真分析,最終選擇等分布蒙特卡洛積分求解目標七重積分的數(shù)值解。對比已有研究成果,驗證了本文推導的三維M2M散射信道時間自相關函數(shù)在二維場景下的正確性。②基于正弦求和幾何建模思想,采用射線跟蹤法建立仿真驗證平臺射線跟蹤法模型給出了目標七重積分的數(shù)值解,該數(shù)值積分結果與等分布蒙特卡洛法求得的數(shù)值積分結果基本一致,由此驗證本文推導的三維M2M散射信道時間自相關函數(shù)在三維場景下的正確性。該模型除了能體現(xiàn)目標七重積分的優(yōu)勢以外,還具有以下特點:通過幾何方法描述散射體分布;可描述射線發(fā)射和到達方位角與散射體位置之間的關系;可根據(jù)較少散射體樣本確定射線發(fā)射和到達方位角�；谏渚�跟蹤法建立的信道模型可為基礎研究提供仿真驗證平臺。③探究散射體速度均值和方差對時間自相關函數(shù)的影響實驗仿真結果顯示:散射體速度服從均勻分布時,散射體速度均值越大,接收端信號的時間自相關函數(shù)衰減得越快,多普勒擴展越嚴重;散射體速度服從高斯分布時,對于同樣的速度均值,散射體速度方差越大,接收端時間自相關函數(shù)衰減得越慢,多普勒擴展越小;通過對比發(fā)現(xiàn),接收端時間自相關函數(shù)受散射體速度均值影響較大,受散射體速度方差影響較小。
【關鍵詞】：航空M2M通信 動態(tài)散射體 三維信道 時間自相關函數(shù) 射線跟蹤法
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V243.1
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 課題背景及意義8-12
• 1.2 多徑信道二階統(tǒng)計特性的國內外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 二維M2M信道統(tǒng)計特性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 三維M2M信道統(tǒng)計特性研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內容16-17
• 1.4 論文結構安排17-18
• 2 多徑信道模型及其統(tǒng)計特性18-27
• 2.1 信道建模基礎18-20
• 2.1.1 多徑信道的TDL模型18-20
• 2.1.2 正弦求和法20
• 2.2 多徑信道統(tǒng)計特性20-23
• 2.2.1 多徑效應21-22
• 2.2.2 多普勒效應22-23
• 2.3 多徑信道的時間自相關函數(shù)23-26
• 2.3.1 時延擴展估計24-25
• 2.3.2 多普勒擴展估計25-26
• 2.4 本章小結26-27
• 3 三維M2M散射信道時間自相關函數(shù)及其求解27-43
• 3.1 三維M2M散射信道時間自相關函數(shù)表達式27-31
• 3.1.1 航空M2M三維散射場景27-28
• 3.1.2 三維M2M時間自相關函數(shù)推導28-31
• 3.2 典型數(shù)值積分求解方法31-38
• 3.2.1 傳統(tǒng)數(shù)值積分方法32-35
• 3.2.2 蒙特卡洛積分法35-38
• 3.3 仿真驗證38-42
• 3.4 本章小結42-43
• 4 基于射線跟蹤法的仿真驗證平臺43-55
• 4.1 射線跟蹤法簡介43-46
• 4.1.1 幾何光學原理43-44
• 4.1.2 射線跟蹤法分類44-46
• 4.2 基于射線跟蹤法的三維信道模型46-49
• 4.2.1 射線跟蹤法建模過程46-47
• 4.2.2 射線跟蹤法驗證47-49
• 4.2.3 射線跟蹤法三維信道模型特點49
• 4.3 三維M2M散射信道時間自相關函數(shù)特性49-54
• 4.3.1 散射體速度均值對時間自相關函數(shù)的影響49-52
• 4.3.2 散射體速度方差對時間自相關函數(shù)的影響52-54
• 4.4 本章小結54-55
• 5 總結與展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-63
• 附錄63
• A作者在攻讀學位期間發(fā)表和撰寫的論文目錄63
• B作者在攻讀學位期間參加的科研項目目錄63

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本文編號：993839