本文關(guān)鍵詞：礦井巷道無(wú)線信道特性分析與建模仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和煤礦安全的迫切需要,建立高效安全的煤礦井下通信系統(tǒng)對(duì)保障人員安全和促進(jìn)煤炭能源的發(fā)展具有十分重要的意義。煤礦井下無(wú)線信道是礦井無(wú)線通信研究的基礎(chǔ)。分析研究煤礦井下無(wú)線信道傳播特性,一直是礦井無(wú)線通信研究領(lǐng)域的難點(diǎn)。本文研究了煤礦井下無(wú)線信道特性,在此基礎(chǔ)上分析了礦井無(wú)線信道的建模方法,最后對(duì)礦井MIMO信道建模仿真。本文的主要工作和創(chuàng)新如下：首先,介紹煤礦井下無(wú)線信道的研究現(xiàn)狀,分析了無(wú)線信道衰落的主要原因以及無(wú)線信道衰落的基本形式,對(duì)后文研究礦井無(wú)線信道的基本特性以及礦井無(wú)線信道建模有重要的理論意義；其次,結(jié)合煤礦井下的實(shí)際環(huán)境,對(duì)煤礦井下無(wú)線信道特性進(jìn)行了研究。首先分析了煤礦井下無(wú)線信道的一般特點(diǎn)并給出了研究煤礦井下無(wú)線信道的重要參數(shù)。然后,討論了復(fù)雜因素對(duì)煤礦井下無(wú)線信道的影響。通過(guò)對(duì)不同巷道結(jié)構(gòu)的仿真分析可知,圓形巷道中水平極化波模和垂直極化波模衰減率不僅與信號(hào)的傳輸頻率有關(guān),還與角度的變化有關(guān),此外空拱形巷道巖石參數(shù)、相對(duì)介電常數(shù)等因素也會(huì)造成礦井無(wú)線信道能量的損耗。對(duì)礦井巷道壁粗糙度的仿真研究表明,粗糙度對(duì)礦井無(wú)線信道的接受功率和均方根時(shí)延擴(kuò)展有重要影響；最后,在煤礦井下無(wú)線信道特性分析的基礎(chǔ)上,對(duì)礦井無(wú)線信道進(jìn)行建模和仿真。煤礦井下無(wú)線信道建模方法主要包括經(jīng)驗(yàn)性建模和確定性建模。本文采用經(jīng)驗(yàn)性建模中的Clarke模型對(duì)礦井平坦衰落信道和頻率選擇性衰落信道仿真分析。仿真表明礦井無(wú)線信號(hào)在平坦衰落信道中傳輸?shù)竭_(dá)接收端接收信號(hào)的功率基本上不存在衰減,并且與信號(hào)的相位無(wú)關(guān)；礦井無(wú)線信號(hào)的小尺度衰落,其包絡(luò)分布服從瑞利分布；不同路徑信號(hào)在平坦衰落信道中存在時(shí)延擴(kuò)展,并且不同路徑信號(hào)間相互干擾現(xiàn)象比較嚴(yán)重。鑒于煤礦井下無(wú)線信道的多徑衰落效應(yīng),采用了確定性建模中的幾何光學(xué)方法建立了礦井MIMO信道的GBDB模型,對(duì)MIMO信道特性進(jìn)行了仿真分析�；诳臻g相關(guān)性對(duì)信道容量衰減的影響,提出了一種改進(jìn)的礦井MIMO系統(tǒng),仿真表明采用智能天線技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的MIMO信道進(jìn)行改進(jìn),可以有效的提高信道的傳輸速率和信道的抗噪性。
【關(guān)鍵詞】：礦井無(wú)線通信 礦井無(wú)線信道 信道建模 多徑效應(yīng) 多輸入多輸出
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD655.3;TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-21
• 1.1 引言15
• 1.2 研究背景及意義15-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)16-18
• 1.3.1 煤礦礦井巷道無(wú)線通信方式及特點(diǎn)分析16-17
• 1.3.2 煤礦礦井巷道無(wú)線信道研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)18-21
• 2 無(wú)線信道的基本理論21-33
• 2.1 無(wú)線信道電磁波傳輸方式21-25
• 2.2 無(wú)線信道的大尺度衰落25-28
• 2.2.1 路徑損耗26-27
• 2.2.2 陰影衰落27-28
• 2.3 小尺度衰落和多徑效應(yīng)28-30
• 2.3.1 小尺度多徑傳播28-29
• 2.3.2 小尺度衰落類型29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-33
• 3 煤礦井下無(wú)線信道的特性分析33-51
• 3.1 煤礦井下無(wú)線信道33-36
• 3.1.1 煤礦井下無(wú)線信道傳播特點(diǎn)33-34
• 3.1.2 煤礦井下無(wú)線信道信號(hào)衰落統(tǒng)計(jì)特性34-35
• 3.1.3 礦井無(wú)線信道中信號(hào)噪聲分析35-36
• 3.2 復(fù)雜因素對(duì)礦井無(wú)線信道特性的影響36-45
• 3.2.1 不同巷道結(jié)構(gòu)對(duì)無(wú)線信道特性影響36-42
• 3.2.2 礦井巖層參數(shù)對(duì)無(wú)線信道的影響42-45
• 3.3 巷道壁粗糙度對(duì)煤礦井下無(wú)線信道參數(shù)的影響45-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 4 礦井無(wú)線信道的建模與仿真51-71
• 4.1 礦井無(wú)線信道的建模方法51-54
• 4.1.1 礦井無(wú)線信道確定性建模51-53
• 4.1.2 礦井無(wú)線信道的經(jīng)驗(yàn)性建模53-54
• 4.2 煤礦井下多徑衰落信道的統(tǒng)計(jì)模型54-56
• 4.2.1 典型的平坦衰落信道模型-Clarke模型54-55
• 4.2.2 Clarke模型的概率統(tǒng)計(jì)特性55-56
• 4.3 平坦衰落信道的建模與仿真56-66
• 4.3.1 平坦衰落信道的建模方法56-61
• 4.3.2 平坦衰落信道的仿真61-66
• 4.4 頻率選擇性信道的建模與仿真66-69
• 4.4.1 頻率選擇性信道的建模66-67
• 4.4.2 頻率選擇性信道的仿真67-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 5 煤礦井下MIMO無(wú)線信道建模與仿真71-89
• 5.1 MIMO信道評(píng)估71-74
• 5.1.1 MIMO系統(tǒng)模型71-72
• 5.1.2 MIMO信道模型72-74
• 5.2 礦井MIMO信道模型及空間相關(guān)性分析74-77
• 5.2.1 井下MIMO信道的GBDB模型74-76
• 5.2.2 礦井MIMO空間相關(guān)性仿真與分析76-77
• 5.3 礦井MIMO信道的容量及仿真分析77-85
• 5.3.1 隨機(jī)性MIMO信道容量的分析77-79
• 5.3.2 確定性MIMO的信道容量分析79-83
• 5.3.3 具有空間相關(guān)性的井下MIMO信道容量分析83-85
• 5.4 一種改進(jìn)的礦井MIMO信道容量的仿真與分析85-87
• 5.5 本章小結(jié)87-89
• 6 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 論文總結(jié)89
• 6.2 展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 致謝95-96
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果96

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本文編號(hào)：319941