【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和智能終端的數(shù)量持續(xù)增長,致使網(wǎng)絡(luò)流量趨近指數(shù)增長。為了滿足類似3D視頻、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新興業(yè)務(wù)對(duì)高速率、低時(shí)延等方面的要求,研究學(xué)者們紛紛致力于對(duì)5G關(guān)鍵技術(shù)的研究。毫米波作為5G關(guān)鍵技術(shù)之一,因其豐富的頻譜資源的特點(diǎn)而得到業(yè)界研究學(xué)者的青睞。由于毫米波傳輸損耗大,穿透性能差,對(duì)障礙物敏感等特性,通常將毫米波作為室內(nèi)WiFi熱點(diǎn)或者微微蜂窩接入網(wǎng)提高信道的容量。為了更好的使用毫米波頻段資源,有必要研究毫米波寬帶通信的特性,建立毫米波信道模型,從而對(duì)建立毫米波蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供參考價(jià)值。本文通過39 GHz的室外微小區(qū)場(chǎng)景下的信道測(cè)量活動(dòng),得到毫米波信道的大尺度路徑模型和小尺度參數(shù);且利用測(cè)量的路徑損耗結(jié)果對(duì)毫米波密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析,論文主要內(nèi)容如下:1.通過對(duì)39 GHz室外微小區(qū)的信道進(jìn)行測(cè)量規(guī)劃,采集了毫米波視距(Line of Sight,LOS)傳播和非視距(Non Line of Sight,NLOS)傳播下的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。使用SAGE(Space-Alternating Generalized EM,SAGE)算法從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取信道的大尺度參數(shù)和小尺度參數(shù),得到該測(cè)量場(chǎng)景下的LOS和NLOS對(duì)應(yīng)的路徑損耗、時(shí)延擴(kuò)展、水平角度擴(kuò)展和垂直角度擴(kuò)展等參數(shù)的建模結(jié)果。2.使用測(cè)量得到的室外毫米波信道的結(jié)果,利用隨機(jī)幾何的工具推導(dǎo)出在給定路損模型、小尺度衰落以及天線陣列模式等條件下毫米波密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋概率和中斷概率的表達(dá)式。通過仿真分析得到基站密度和天線高度差對(duì)毫米波密集蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋概率和中斷概率的影響。
【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】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

大尺度衰落包含路徑損耗和陰影衰落，前者隨傳播距離變化，后者則是由大型障逡逑礙物（如高樓、大山等）的陰影造成，因此大尺度模型分為路徑損耗模型和陰影逡逑衰落模型。如圖２－１所示，描繪了信道的傳播過程中經(jīng)歷的大、小尺度衰落隨距逡逑離變化趨勢(shì)。逡逑邐僅路徑損耗逡逑邐陰影哀落和路徑損耗逡逑Ｋ（ｄＢ，——多徑、陰影哀落和路徑損耗逡逑ｖｄＢ＞逡逑0邐ｌｏｇ邋（ｄ）逡逑圖２－１大尺度與小尺度衰落示意圖逡逑（１）路徑損耗逡逑路徑損耗是由發(fā)射機(jī)輻射功率的耗散以及傳播信道的影響引起的。路徑損耗逡逑模型通常假設(shè)在給定的發(fā)送－接收距離處路徑損耗相同。陰影是由發(fā)射器和接收逡逑器之間的障礙物引起的，這些障礙物通過吸收、反射、散射和衍射來衰減信號(hào)功逡逑率，當(dāng)衰減非常強(qiáng)時(shí)，則信號(hào)被阻擋且可能發(fā)生中斷情況。路徑損耗指發(fā)射信號(hào)逡逑功率損耗隨著距離變化的平均值，陰影衰落則是由障礙物引起的在平均損耗周圍逡逑的緩慢波動(dòng)。由Ｆｒｒｉｓ公式可知，在自由空間中傳播的電波在離發(fā)射機(jī)距離為ｄ處逡逑的接收功率為［２８］：逡逑６逡逑

Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ＩＳＩ）。假設(shè)信號(hào)的最大時(shí)延擴(kuò)展為Ｔｍ，則相干帶寬民＝ｌ／ｒｍ。在信逡逑號(hào)傳播過程中，如果帶寬５＜氏，則信道經(jīng)歷平坦衰落；反之，如果５＞民，則逡逑造成ＩＳＩ現(xiàn)象使得信號(hào)經(jīng)歷頻率選擇性衰落。圖２－２中給出了無線信道所經(jīng)歷的逡逑不同衰落特性的類別。逡逑Ｈ邐路徑損耗逡逑尺度衰落特性［－逡逑Ｌｊ邋陰影衰落邐邐逡逑邐邋Ｊ邋快衰落逡逑無線信道特性＿邐邐邋邐逡逑邐邋」基于多普勒擴(kuò)散逡逑＾小尺度衰落特性＾慢衰落—逡逑Ａ邐平坦衰落逡逑１基于多徑時(shí)延擴(kuò)散［－逡逑頻率選擇性衰落逡逑圖２－２無線信道衰落特性逡逑（２）頻率色散逡逑８逡逑

頻率色散是指信號(hào)在頻率上發(fā)生彌散現(xiàn)象。其主要原因是移動(dòng)臺(tái)與基站之間逡逑發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，收發(fā)端距離的變化導(dǎo)致信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)相位和頻率發(fā)生改變，逡逑從而產(chǎn)生多普勒頻移效應(yīng)，如圖２－３所示。逡逑＼＾ｓ邋（發(fā)射方）逡逑．逡逑＂邋Ｖ逡逑圖２－３多普勒頻移逡逑頻率色散主要通過多普勒擴(kuò)展來描述，由于移動(dòng)臺(tái)路程差Ａｆ造成的相位變逡逑化為：逡逑Ａｔｐ邋＝邋＾Ｌ邋＝邋＾Ｌｃｏｓ０邐（２－９）逡逑Ａ邐NB逡逑則多普勒頻移為：逡逑／＂邋＝邋７＂７７邋＝邋７ＣＯＳ０邐（２－ｉ0）逡逑Ｉｎ邋ｂｄ邋Ａ逡逑由公式（２－１０）可知，多普勒擴(kuò)散程度和移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度成正比。相干時(shí)間逡逑用來描述信道變化的快慢，在凡范圍內(nèi)，信道沖擊響應(yīng)基本不變。與多普勒逡逑頻移成反比，對(duì)應(yīng)的關(guān)系表達(dá)式為：逡逑（２＇１１｝逡逑為最大多普勒頻移，信道的用于評(píng)估信道經(jīng)歷的慢衰落還是快衰落，如逡逑果基帶信道的符號(hào)周期ｔ＜邋ｒｅ，信號(hào)經(jīng)歷的是慢衰落；反之，如果Ｔ＞ｒｅ，則信逡逑道沖激響應(yīng)ｈ（ｔ）的變化速度快于符號(hào)速率，此時(shí)稱信道經(jīng)歷的是時(shí)間選擇性衰落。逡逑（３）角度色散逡逑角度色散主要是由于信號(hào)在傳輸過程中因散射環(huán)境的不同而導(dǎo)致多徑的離逡逑開角或到達(dá)角存在偏移量

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