【摘要】：隨著越來越多的地鐵在實(shí)際生活中的運(yùn)營使用,給人們的生活帶來了很大的便利。但在其中進(jìn)行無線通信時(shí),難以接收或發(fā)送正確的通信信號,影響了隧道環(huán)境中的信息交流。而通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,從第二代移動通信的語音業(yè)務(wù),逐漸發(fā)展到數(shù)據(jù)、視頻、影像等具有大量信息的高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù),使得人們對各種通信業(yè)務(wù)的速率和質(zhì)量有了更高的追求。因此,在隧道環(huán)境中保證無線通信質(zhì)量的前提下,如何提高無線通信速率已成為最受關(guān)注的問題。OFDM技術(shù)是信道估計(jì)中運(yùn)用最多的傳輸技術(shù)之一,具有抵抗多徑干擾、便于實(shí)現(xiàn)、支持高效自適應(yīng)調(diào)度等特點(diǎn)。憑其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢,OFDM成為研究隧道環(huán)境中無線通信的選擇之一。其中,LMMSE算法能提高隧道環(huán)境下的OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)性能,但此算法具有非常大的計(jì)算量和運(yùn)算復(fù)雜度。因此,本文提出了基于OFDM系統(tǒng)的隧道環(huán)境下的信道估計(jì)算法,能有效降低運(yùn)算量和提高系統(tǒng)性能。主要研究內(nèi)容安排如下:(1)首先介紹本文的研究背景及意義,分析了自由空間中無線電波的傳播特性,并將其擴(kuò)展到無線電波在隧道中的傳播特性;然后,分析了隧道環(huán)境下傳統(tǒng)的確定性及統(tǒng)計(jì)型信道模型;最后對這兩種模型進(jìn)行比較分析,確定了本文要研究的模型——改進(jìn)型隧道信道模型。(2)對OFDM系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)介紹,建立了基于OFDM系統(tǒng)的隧道信道模型。根據(jù)不同的隧道情況——直通隧道和彎曲隧道,在MATLAB仿真平臺,對傳統(tǒng)的信道估計(jì)算法在兩種不同的隧道環(huán)境下,利用本文建立的改進(jìn)型和統(tǒng)計(jì)型隧道信道模型進(jìn)行了仿真分析與比較。(3)研究了基于LMMSE的信道估計(jì)算法,對此算法中的自相關(guān)矩陣,進(jìn)行時(shí)域的相關(guān)改進(jìn)。結(jié)果表明:改進(jìn)的LMMSE算法在本文構(gòu)建的改進(jìn)型隧道模型與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)型隧道模型中相比,本算法在兩種隧道信道模型中均能有效的降低信道的均方誤差和誤碼率性能,而且本文構(gòu)建的改進(jìn)型隧道信道模型要優(yōu)于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)型隧道模型。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文改進(jìn)的LMMSE算法能夠有效的提高系統(tǒng)的工作速率和地鐵中無線通信接收機(jī)的系統(tǒng)性能,且在本文的改進(jìn)型隧道信道模型中能獲得較高的系統(tǒng)性能,具有一定的應(yīng)用前景。圖[34]表[3]參[73]
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.53
【圖文】：

1.1.1 研究目的隨著地下交通樞紐的迅速發(fā)展，地鐵隧道、海底隧道、公路隧道、礦井隧道等各種地下交通措施相繼被提出來以緩解交通壓力，如下圖1 所示。圖1 各種隧道情境Fig.1Varioustunnelscenarios由于軌道交通具有運(yùn)輸能力強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、安全舒適等特點(diǎn)，得到了人們較高的青睞，從而使其得到迅速發(fā)展（如地鐵、輕軌、磁懸浮列車等），通常我們將地下軌道簡稱為地鐵。

2 OFDM 系統(tǒng)及其技術(shù)的介紹11圖2OFDM 基帶信號的工作原理Fig.2OFDMbasebandsignalworks如圖2（a）所示：在發(fā)射端，用16QAM 調(diào)制技術(shù)對系統(tǒng)中傳輸?shù)谋忍亓鬟M(jìn)行調(diào)制，依次通過串并轉(zhuǎn)換和IFFT 變換，將并行信號轉(zhuǎn)化為串行信號，并加入循環(huán)前綴，組成OFDM符號；再將同步序列和信道估計(jì)序列加到組幀上，以便接收端進(jìn)行突發(fā)檢測，最后輸出正交數(shù)字信號[44]。如圖2（b）所示：在接收端，首先檢測是否有信號到達(dá)；然后進(jìn)行同步和信道估計(jì)，進(jìn)行解幀處理。去除信號的保護(hù)間隔，進(jìn)行串并變換、FFT 變換，然后將得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成低速數(shù)據(jù)流

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2731456