室內(nèi)無線信道測量與信道建模研究
本文選題:室內(nèi) 切入點:信道測量 出處:《西安電子科技大學》2014年碩士論文
【摘要】:隨著智能終端與移動互聯(lián)網(wǎng)的普及,人們在室內(nèi)環(huán)境里的通信活動越來越頻繁,對無線通信的要求越來越高。通過信道測量構(gòu)建信道模型來獲取信道特性,不僅可作為通信系統(tǒng)設(shè)計的參考基礎(chǔ),而且也是改善通信質(zhì)量的有效途徑之一。本文考慮兩實驗室間的環(huán)境,設(shè)計測量方案并研究離線參數(shù)提取算法及信道建模問題。本文首先解釋無線電波傳播機制,并研究信道模型的分類,具體包括路徑損耗模型、陰影衰落模型和小尺度衰落模型,給出路徑損耗模型的幾種經(jīng)驗模型和抽頭延遲線模型,著重介紹了相關(guān)時間色散參數(shù)和頻率色散參數(shù)的理論公式以及物理意義。然后給出測量場景,測量系統(tǒng)由硬件平臺USRP以及軟件平臺GNU Radio構(gòu)成,而測量系統(tǒng)硬件系統(tǒng)實際采用了USRP N210母板、RFX400子板和RFX2400子板。發(fā)射端和接收端處理過程以流程圖的形式進行描繪,信道各路徑信息可由相關(guān)法得到,相關(guān)性的表現(xiàn)因偽隨機序列類型不同而有所差別,并存在規(guī)律來判斷相關(guān)性優(yōu)劣,重點比較了M序列和CAZAC序列的相關(guān)性。利用CAZAC序列并以滑動相關(guān)法為理論基礎(chǔ)設(shè)計信道測量方案,依托測量系統(tǒng)在不同測量參數(shù)下進行信道測量,并且標明測量項目;最后設(shè)計接收數(shù)據(jù)離線處理流程,包括信號幀起始位置確定算法、多徑門限提取算法、連續(xù)信道沖激響應提取算法、信道延時功率譜提取算法、多普勒功率譜提取算法。將數(shù)據(jù)依照該離線處理流程進行加工得到信道沖激響應這一中間參量,有相關(guān)峰形式的連續(xù)信道沖激響應和離散形式的信道沖激響應兩種形式,由信道沖激響應提取出針對不同測量參數(shù)組合下的信道延時功率譜、最強徑多普勒功率譜等參數(shù),考究測量參數(shù)的不同對于以上信道參數(shù)的影響,最終采用統(tǒng)計的方法總結(jié)各條路徑時延以及對應幅度的分布規(guī)律,構(gòu)建適合兩實驗室間具有一定參考意義的抽頭延遲線模型,并與理論分析模型具體參數(shù)進行對比。
[Abstract]:With the popularity of intelligent terminals and mobile Internet, communication activities in indoor environment become more and more frequent, and the requirement of wireless communication becomes higher and higher.Constructing channel model by channel measurement can not only be used as a reference for the design of communication system, but also an effective way to improve communication quality.In this paper, we consider the environment between the two laboratories, design the measurement scheme and study the off-line parameter extraction algorithm and channel modeling.This paper first explains the mechanism of radio wave propagation, and studies the classification of channel models, including path loss model, shadow fading model and small-scale fading model, and gives several empirical models and tap delay line models of path loss model.The theoretical formulas and physical significance of the related time dispersion parameters and frequency dispersion parameters are emphatically introduced.The measurement system is composed of hardware platform USRP and software platform GNU Radio. The hardware system of the measurement system uses USRP N210 motherboard RFX400 and RFX2400 subboard.The processing process of the transmitter and receiver is described in the form of flowchart. The channel path information can be obtained by correlation method. The performance of correlation varies with the type of pseudorandom sequence, and there are rules to judge the correlation.The correlation between M sequence and CAZAC sequence is emphasized.The channel measurement scheme is designed based on the CAZAC sequence and the sliding correlation method. The channel measurement is carried out under different measurement parameters based on the measurement system, and the measurement items are marked. Finally, the off-line processing flow of the received data is designed.It includes signal frame starting position determination algorithm, multipath threshold extraction algorithm, continuous channel impulse response extraction algorithm, channel delay power spectrum extraction algorithm, Doppler power spectrum extraction algorithm.The data are processed according to the off-line processing flow to obtain the intermediate parameter of channel impulse response, continuous channel impulse response in the form of correlation peak and channel impulse response in discrete form.The channel delay power spectrum and the strongest path Doppler power spectrum are extracted from the channel impulse response. The influence of different measurement parameters on the above channel parameters is studied.Finally, the statistical method is used to summarize the distribution law of each path delay and corresponding amplitude, and a tap delay line model suitable for reference between the two laboratories is constructed, and the specific parameters of the model are compared with the theoretical analysis model.
【學位授予單位】:西安電子科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TN92
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本文編號:1723192
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