本文關(guān)鍵詞：基于射線跟蹤法的隧道無線信道特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市化步伐的加快,城市地下軌道交通成為城市交通中更重要的組成部分,其對高效可靠的通信系統(tǒng)的需求也逐漸增大。而研究地下隧道中無線信道的傳播特性是設(shè)計和優(yōu)化無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此論文針對無線自由波在隧道環(huán)境中的傳播特性,結(jié)合實際場景的測量和基于射線跟蹤法的仿真,對隧道環(huán)境中大尺度衰落特性和多徑信道特性進行了研究�；谀壳皩νㄐ畔到y(tǒng)容量和數(shù)據(jù)傳輸速度的更高需求,論文研究了MIMO系統(tǒng)在隧道中應用的可行性和影響因素,并使用射線跟蹤法進行了信道的仿真。論文首先概述了無線信道的電波傳播方式和信道主要參數(shù)，并對地下隧道無線信道與其他常見場景的區(qū)別加以分析,隧道環(huán)境的大尺度傳播呈波導特性；而在小尺度傳播特性方面,隧道環(huán)境復雜的反射作用造成明顯的多徑效應；同時,隧道環(huán)境中的鎖孔效應、MIMO相關(guān)性等信道特征也與其他環(huán)境有較大不同。隨后論文對射線跟蹤法的基本概念與應用方式進行了介紹。射線跟蹤法基于幾何光學原理,將發(fā)射機到接收機的傳播路徑以射線的形式進行分析,通過計算各射線的傳播衰減最后計算出接收端總的信號能量。以隧道環(huán)境的特性,適合使用鏡像法進行射線跟蹤仿真,本文還對射線跟蹤法的場強計算方式進行了介紹。為研究隧道環(huán)境信道特性,進行了兩個實際場景的測量實驗,論文對這兩次測量實驗進行了詳細的介紹,分析了實驗得到的結(jié)果,并基于射線跟蹤法對測量實驗場景進行了仿真。從大尺度衰落結(jié)果的分析可以看出,當收發(fā)兩端天線之間存在直射徑時,路徑損耗值明顯低于同等距離下自由空間的路徑損耗,仿真得到的路徑損耗變化趨勢也驗證了這一點。通過對比分析測量與仿真得到的CIR信息,可以看出仿真得到的CIR可以在時延和功率兩方面與測量結(jié)果相吻合,因此認為使用射線跟蹤法對隧道環(huán)境進行仿真能夠得到準確的CIR信息,可以使用仿真得到的CIR數(shù)據(jù)進一步計算角度擴展、相關(guān)系數(shù)和信道容量等MIMO信道參數(shù)。論文在之后基于射線跟蹤法對隧道環(huán)境內(nèi)MIMO信道特性進行了仿真研究。首先研究了發(fā)射信號頻點不同時接收端信道相關(guān)性的變化,研究結(jié)果表明,接收端信道相關(guān)系數(shù)隨天線間距的變化呈波動性,隨發(fā)射信道頻率的增大,其波動的周期減小。論文還仿真研究了不同橫截面尺寸對MIMO信道特性的影響,結(jié)果表明,隧道橫截面尺寸越大,接收信號的的角度擴展越大,隨之使得接收端空間相關(guān)系數(shù)的波動周期減小,同時,空間相關(guān)系數(shù)的值整體降低,計算得到的MIMO系統(tǒng)信道容量增大。
【關(guān)鍵詞】：隧道環(huán)境 射線跟蹤法 信道測量 MIMO 空間相關(guān)性 信道容量
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢13-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排16-19
• 2 地下隧道無線信道研究理論基礎(chǔ)19-33
• 2.1 無線信道內(nèi)電磁波傳播方式19-22
• 2.2 無線信道的傳播特性22-27
• 2.2.1 大尺度衰落23-24
• 2.2.2 小尺度衰落24-27
• 2.2.3 信道沖激響應27
• 2.3 地下隧道無線信道27-29
• 2.3.1 地下隧道內(nèi)電波傳播特性27-29
• 2.3.2 地下隧道無線信道的多徑效應29
• 2.4 射線跟蹤仿真法29-33
• 2.4.1 SBR算法30-31
• 2.4.2 鏡像法31
• 2.4.3 功率計算31-33
• 3 地下隧道無線信道測量與仿真33-55
• 3.1 信道測量系統(tǒng)33-37
• 3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計原理33-35
• 3.1.2 系統(tǒng)主要設(shè)備35-37
• 3.2 北京交通大學隧道實驗室測量與仿真37-46
• 3.2.1 測量與仿真的條件37-39
• 3.2.2 路徑損耗39-41
• 3.2.3 信道沖激響應41-46
• 3.3 中天科技集團隧道實驗室測量與仿真46-52
• 3.3.1 測量與仿真的條件46-48
• 3.3.2 路徑損耗48-50
• 3.3.3 信道沖激響應50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-55
• 4 地下隧道MIMO無線信道仿真與分析55-71
• 4.1 MIMO無線信道55-59
• 4.1.1 MIMO系統(tǒng)模型55-56
• 4.1.2 空間相關(guān)性56-57
• 4.1.3 角度分析方法57-58
• 4.1.4 MIMO信道容量58-59
• 4.2 信號頻率對相關(guān)性的影響59-62
• 4.2.1 仿真條件59-60
• 4.2.2 空間相關(guān)系數(shù)仿真結(jié)果60-62
• 4.3 隧道尺寸對MIMO信道特性的影響62-69
• 4.3.1 仿真條件62-63
• 4.3.2 AOD和角度擴展仿真結(jié)果63-65
• 4.3.3 空間相關(guān)系數(shù)仿真結(jié)果65-67
• 4.3.4 信道容量仿真結(jié)果67-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 5 結(jié)論71-73
• 5.1 總結(jié)71-72
• 5.2 展望72-73
• 參考文獻73-77
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果77-81
• 學位論文數(shù)據(jù)集81

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1 胡銀彪,昂海松,孫占久;射線跟蹤法的改進及其應用[J];南京航空航天大學學報;2004年04期

2 季忠,黎濱洪,王豪行,陳興義;提高射線跟蹤法運算效率的一種方法[J];電波科學學報;1999年04期

3 游敏;射線跟蹤法在計算室內(nèi)無線信道場強分布中的應用[J];武漢交通職業(yè)學院學報;2004年02期

4 董金梁;金榮洪;耿軍平;王偉;;改進射線跟蹤法效率的新方法[J];微波學報;2006年06期

5 王瑤;鄒澎;王召召;;反向射線跟蹤法中垂直尖劈的繞射算法[J];微波學報;2010年S1期

6 劉振宇,崔正勤,陳重;射線跟蹤法用于反射器散射場計算及算法改進[J];北京理工大學學報;1999年03期

7 孫增友;曾凡明;;基于混合方法的室內(nèi)毫米波傳播特性研究[J];重慶郵電大學學報(自然科學版);2014年01期

8 倪亮,趙正予;lyly射線跟蹤法在計算室內(nèi)無線信道場強分布中的應用[J];武漢職業(yè)技術(shù)學院學報;2003年03期

9 黃永明,呂英華,徐立,張洪欣,馮曉俊;以改進的混合方法預測室外到室內(nèi)的電波傳播[J];電波科學學報;2003年04期

10 呂劍剛,呂英華,張洪欣,賀鵬飛;射線跟蹤法對室內(nèi)MIMO信道容量分析[J];無線電工程;2005年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉芫健;張業(yè)榮;曹偉;;基于時域射線跟蹤法的反射系數(shù)研究[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2009年

2 陳建剛;呂英華;;室內(nèi)環(huán)境下對紫蜂信道的仿真和研究[A];電波科學學報[C];2011年

3 魏巍;呂英華;馬潤;;基于射線跟蹤法對室內(nèi)ZigBee傳播信道的研究[A];第二十屆全國電磁兼容學術(shù)會議論文集[C];2010年

4 潘子一;江暉;;頻域射線跟蹤法預測室內(nèi)UWB信道[A];2009年全國無線電應用與管理學術(shù)會議論文集[C];2009年

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1 由明昕;基于射線跟蹤法的隧道無線信道特性研究[D];北京交通大學;2016年

2 郭枳彤;基于射線跟蹤法的礦井無線信道特性研究[D];西安科技大學;2010年

3 馬潤;室內(nèi)無線信道的傳播模型及其在家庭網(wǎng)中的應用[D];北京郵電大學;2010年

4 張靜;隧道環(huán)境下無線信道建模和容量分析[D];北京交通大學;2014年

5 齊輝;井下電磁波寬帶傳輸特性及調(diào)制解調(diào)方案的研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2008年

6 朱敏;基于電子地圖的無線信道傳播預測[D];西安電子科技大學;2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于射線跟蹤法的隧道無線信道特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：272006