本文關(guān)鍵詞：高速環(huán)境下MIMO信道參數(shù)估計(jì)及建模研究

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【摘要】：近年來,高速鐵路在全世界范圍內(nèi)經(jīng)歷了蓬勃的發(fā)展,高鐵帶來的強(qiáng)大運(yùn)輸能力以及全面的經(jīng)濟(jì)效益獲得了全社會(huì)的肯定。預(yù)計(jì)在將來的一段時(shí)間內(nèi),高速鐵路將會(huì)持續(xù)當(dāng)今的發(fā)展勢(shì)頭,以滿足社會(huì)發(fā)展的必然需要。高速鐵路列車速度快,載客量大,其大面積應(yīng)用以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展所帶來寬帶業(yè)務(wù)需求也給高鐵環(huán)境下的無線通信帶來了更高的挑戰(zhàn)。以往的高速鐵路通信系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足最新的需求。現(xiàn)如今,隨著無線蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展,4G LTE技術(shù)經(jīng)歷了充分的研究、發(fā)展以及商用,其體現(xiàn)出的優(yōu)良通信性能使其成為解決高鐵無線通信的研究重點(diǎn)。 本課題以此為基礎(chǔ),搭建了適用于高速鐵路環(huán)境的信道測(cè)量平臺(tái),提出了進(jìn)行參數(shù)估計(jì)的算法,并利用搭建的平臺(tái)與提出的算法展開在高速鐵路環(huán)境下的實(shí)地測(cè)量,通過測(cè)量結(jié)果搭建真實(shí)準(zhǔn)確的高速鐵路環(huán)境下的傳輸信道模型,為今后高鐵無線通信系統(tǒng)的研究提供了可靠而寶貴的參考數(shù)據(jù)及研究工具。 本文首先研究了在高速鐵路特定場(chǎng)景下無線電波的傳播特性,分析了在高速鐵路下建立及優(yōu)化無線通信系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn),并提出了本課題研究過程的重點(diǎn)及難點(diǎn),著重提出了建立高速鐵路下信道模型的重要性。文章分析了信道參數(shù)估計(jì)已有的主要算法,分別介紹了譜估計(jì)法、參數(shù)子空間估計(jì)法以及確定參數(shù)估計(jì)法三類方法并對(duì)其代表算法進(jìn)行了分析,分析了各算法的原理、步驟、優(yōu)缺點(diǎn)以及適用條件。隨后重點(diǎn)介紹分析了本課題所應(yīng)用的空間轉(zhuǎn)換期望最大算法(SAGE),對(duì)SAG E算法的性能進(jìn)行了具體的仿真分析,推導(dǎo)了適用于本課題實(shí)地測(cè)量的步驟,并利用Matlab搭建了數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。介紹了實(shí)地測(cè)量的原理及所搭建的測(cè)量平臺(tái)后,本文對(duì)哈爾濱-大連高鐵線路的實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了全面的處理分析,給出了山地、高架橋、開闊地以及城區(qū)的參數(shù)處理結(jié)果,重點(diǎn)研究了路徑損耗、陰影衰落、功率延遲分布等參數(shù),提出了各個(gè)場(chǎng)景下的對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型以及延遲線模型。 本文所提出的測(cè)量方案、參數(shù)處理算法以及最終提出的參數(shù)處理結(jié)果將為將來的高速鐵路通信系統(tǒng)研究提供寶貴的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：高速鐵路 信道建模 信道測(cè)量 參數(shù)估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U285.2;TN919.3;TN911.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-10
• 1.1.1 高速鐵路運(yùn)輸?shù)呐畈l(fā)展9
• 1.1.2 高速鐵路無線通信系統(tǒng)的新挑戰(zhàn)9-10
• 1.2 研究意義10-11
• 1.3 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.1 無線信道參數(shù)估計(jì)技術(shù)11
• 1.3.2 信道建模技術(shù)11-12
• 1.4 本文主要內(nèi)容及安排12-15
• 第二章 無線信道電波傳播特性15-22
• 2.1 概述15
• 2.2 大尺度衰落15-17
• 2.2.1 自由空間傳播模型16
• 2.2.2 對(duì)數(shù)正態(tài)陰影模型16-17
• 2.3 小尺度衰落17-20
• 2.3.1 頻率選擇性衰落17-18
• 2.3.2 時(shí)間選擇性衰落18-19
• 2.3.3 空間選擇性衰落19-20
• 2.4 高速鐵路環(huán)境下電波傳播特性20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 無線信道參數(shù)估計(jì)算法22-44
• 3.1 譜估計(jì)22-25
• 3.1.1 MUSIC算法原理介紹22-24
• 3.1.2 MISIC算法的性能仿真分析24-25
• 3.2 參數(shù)子空間估計(jì)25-27
• 3.2.1 ESPRIT算法原理介紹26-27
• 3.2.2 ESPRIT算法與MUSIC算法性能比較27
• 3.3 確定參數(shù)估計(jì)27-30
• 3.3.1 最大似然估計(jì)(ML)算法28
• 3.3.2 期望最大(EM)算法28-29
• 3.3.3 空間轉(zhuǎn)換期望最大(SAGE)算法29-30
• 3.4 SAGE算法原理介紹30-38
• 3.4.1 空間轉(zhuǎn)換期望最大(SAGE)算法中的傳播模型30-32
• 3.4.2 信道探測(cè)技術(shù)和探測(cè)信號(hào)32-34
• 3.4.3 SAGE算法步驟34-38
• 3.5 SAGE算法的性能仿真分析38-43
• 3.5.1 仿真參數(shù)設(shè)置38-39
• 3.5.2 速度對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響39-41
• 3.5.3 天線陣列對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響41-43
• 3.5.4 快拍數(shù)對(duì)參數(shù)估計(jì)的影響43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 高速鐵路測(cè)量方案與測(cè)量平臺(tái)的搭建44-57
• 4.1 基本原理44-45
• 4.2 參數(shù)設(shè)置45-46
• 4.2.1 發(fā)射端參數(shù)45
• 4.2.2 接收端參數(shù)45-46
• 4.3 數(shù)據(jù)處理方法46-55
• 4.3.1 大尺度參數(shù)處理原理與步驟46-48
• 4.3.2 小尺度參數(shù)處理原理與步驟48-54
• 4.3.3 SAGE在高鐵2~*2信道實(shí)測(cè)中的應(yīng)用54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 高鐵實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)的擬合與分析57-73
• 5.1 實(shí)測(cè)場(chǎng)景概述57
• 5.2 高速鐵路場(chǎng)景的測(cè)量結(jié)果與分析57-71
• 5.2.1 山地57-62
• 5.2.2 高架橋62-65
• 5.2.3 開闊地65-69
• 5.2.4 城區(qū)69-71
• 5.3 與經(jīng)典模型的對(duì)比71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 論文工作總結(jié)73-74
• 6.2 進(jìn)一步研究工作74-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 致謝77-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張燕;王玉v，

本文編號(hào)：533390