本文關(guān)鍵詞：無線通信中極化信道建模及其與OAM復用方法研究

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【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務寬帶化、多樣化需求的日益增加,傳統(tǒng)時域、頻域和空域的無線資源面臨緊缺現(xiàn)狀,制約了無線移動通信與業(yè)務應用的持續(xù)發(fā)展,探索新的通信方式的需求越來越緊迫。近年來,電磁波的極化狀態(tài)、軌道角動量的研究及應用倍受關(guān)注。目前對于電磁波的極化狀態(tài)的研究雖相比軌道角動量的研究而言較為成熟,但仍有很多待探索的問題。尤其是隨著極化信號處理技術(shù)的不斷發(fā)展,使得無線通信中的極化信道建模需求越來越迫切。但是相比雷達通信和光纖通信領(lǐng)域,無線信道的極化信道呈現(xiàn)復雜的去極化效應,從而導致其信道的建模相對比較困難,因此極大的影響了通信質(zhì)量。對于電磁渦旋波的研究目前正處于起始階段,雖然軌道角動量和極化的復用波束能夠極大的提高頻譜利用率、提高通信效率,但是在復用波束中,極化和軌道角動量之間的關(guān)系較為模糊,因此對認識兩者之間的關(guān)系產(chǎn)生了極大的影響。針對上述問題,本文對其進行了研究并提出了相應的解決辦法,主要工作成果與結(jié)論如下：(1)通過對相關(guān)的極化的表征、極化信息的相關(guān)技術(shù)及極化信道建模的主要方法進行分析與綜述,指出極化信道建模的必要性。同時,通過總結(jié)現(xiàn)有的極化與軌道角動量復用的方法,提出探討復用波束中極化與軌道角動量間關(guān)系的必要性。這為本文研究工作的進一步展開奠定了理論基礎(chǔ)。(2)針對信道去極化效應這一問題,提出一種新的基于幾何散射理論的多天線極化信道模型。該模型可通過已知的多天線配置、極化場輻射模式以及散射體的空間分布,建立每一條路徑的去極化效應模型,從而將F2M、M2M通信系統(tǒng)中極化信道的去極化效應由交叉極化鑒別度——XPD(cross polarization discrimination)的值表示出來,以拓展極化調(diào)制在無線通信系統(tǒng)中的使用范圍,提高信息的傳輸速率。通過仿真實驗,所得到的XPD值受到發(fā)射和接收端之間距離的影響存在有一個閾值,并強烈依賴于極化波到達接收端時的到達方位角的分布常數(shù),而且當方位角的值不同時,XPD值的變化呈固定趨勢。該信道模型能夠在很大程度上減少傳統(tǒng)信道建模的復雜性,并能夠直觀的再現(xiàn)信號的傳輸過程。(3)針對極化與軌道角動量復用波束的認識這一問題,提出一種新的龐加萊球的表示方法。通過將不同模態(tài)的軌道角動量對應不同的龐加萊球,以獲得不同球的球面上每一點所對應的不同極化狀態(tài)。為了方便表述,挑選出球面上的幾個特殊的點,畫出了這些點在不同方位角時的極化旋向圖,得到球上某點的極化狀態(tài)與該點電磁渦旋波的模態(tài)值、方位角都有密切關(guān)系的結(jié)論,這對更加深入的認識和了解復用波束具有十分重要的意義。
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN92

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本文編號：1295385