發(fā)布時間：2017-06-22 21:19

  本文關鍵詞：基于災害場合搜救系統(tǒng)的復雜信道特性研究和信號接收模塊設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：地震、雪崩、泥石流等自然災害具有突發(fā)性和不可預測性,且威力巨大,許多受災者往往被坍塌的建筑材料、磚墻、土石等壓埋。然而由于搜救犬、生命探測儀等傳統(tǒng)搜救方法的適用場景、工作效率有限,導致受災者得不到及時的救援。當下,個人通訊設備——手機已經(jīng)廣泛普及,并且手機信號攜帶信號強度、傳播時間等重要信息,手機信號比呼吸、心跳、人體紅外輻射等生命體征信號要更加強烈。因此,手機信號已經(jīng)成為一種有效的定位資源,災后的定位和救援工作可以通過搜尋手機信號來實現(xiàn)。本文提出了一個適用于災害場合的基于手機信號的搜救系統(tǒng)方案,其原理如下：通過提高救援基站的廣播信號功率,使得災害現(xiàn)場的手機發(fā)生小區(qū)重選,進而與救援基站進行通信；救援基站獲得接收信號強度、信號傳播時間等數(shù)據(jù),并結合災害無線信道中的信號傳播規(guī)律,采用一種有效的混合定位算法,實現(xiàn)對被壓埋受災者的手機進行有效定位。本文針對搜救系統(tǒng)的接收子系統(tǒng)和災害復雜信道特性兩個方面的創(chuàng)新研究,并取得了以下的成果。1)本文對搜救系統(tǒng)的信號接收模塊進行了設計和實現(xiàn)。首先,提出了一個手持式定位算法驗證系統(tǒng),用于驗證定位算法,并設計和實現(xiàn)了該系統(tǒng)的重要模塊,功率計模塊。功率計模塊能夠接收射頻信號,經(jīng)過檢波、模數(shù)轉換和功率計算等一系列處理,最后得到接收信號的功率值,用于后續(xù)的定位算法。在救援基站系統(tǒng)平臺方面,本文對接收子系統(tǒng),包括射頻前端電路、基帶轉換電路和模數(shù)轉換電路,進行了設計、制作和調(diào)試。2)本文針對災害環(huán)境中復雜信道的傳播特性展開了研究。首先,建立了一個障礙物壓埋手機的仿真模型,并重點針對障礙物對信號的阻擋效應進行了仿真和分析。然后,分別在暗室無干擾環(huán)境和室外環(huán)境,搭建了復雜信道模擬場景,對復雜信道特性進行了實地測試。最后,綜合結果并深入分析了存在著大量障礙物的復雜信道中手機信號的傳播規(guī)律。
【關鍵詞】：災害搜救系統(tǒng) 救援基站 信號接收模塊 功率計 復雜信道特性 信道測試
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X43;TN929.53
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 論文的研究背景和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析11-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及貢獻13-14
• 1.3.1 研究內(nèi)容13-14
• 1.3.2 主要貢獻及創(chuàng)新點14
• 1.4 論文的章節(jié)安排14-16
• 第二章 適用于災害場合基于手機信號的搜救系統(tǒng)架構16-31
• 2.1 搜救系統(tǒng)的原理與架構16-19
• 2.1.1 救援基站設計原理16-17
• 2.1.2 災害信道特性17-18
• 2.1.3 混合定位算法原理18-19
• 2.2 功率計的設計與實現(xiàn)19-25
• 2.2.1 定位算法驗證系統(tǒng)的原理與架構19-20
• 2.2.2 功率計的設計與實現(xiàn)20-25
• 2.3 接收子系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)25-29
• 2.3.1 基帶轉換電路25-27
• 2.3.2 射頻前端電路27-28
• 2.3.3 模數(shù)轉換電路28-29
• 2.4 本章小結29-31
• 第三章 復雜信道特性的建模與仿真31-48
• 3.1 無線信道傳播特性31-37
• 3.1.1 無線信道中的電磁波傳播機制31-32
• 3.1.2 非平面波是平面波的疊加32-34
• 3.1.3 平面波遇介質(zhì)的反射和透射34-37
• 3.1.4 分層介質(zhì)上方的源37
• 3.1.5 單層介質(zhì)的透射模型37
• 3.2 障礙物效應的建模與仿真分析37-47
• 3.2.1 平面單極天線的設計38-41
• 3.2.2 障礙物距離對信號衰減的影響41-44
• 3.2.3 障礙物材料對信號衰減的影響44-45
• 3.2.4 障礙物厚度對信號衰減的影響45-47
• 3.2.5 多層障礙穿透物損耗模型47
• 3.3 本章小結47-48
• 第四章 復雜信道特性的測試實驗48-64
• 4.1 信道實驗方法48-49
• 4.1.1 信道測量方法48-49
• 4.1.2 介電常數(shù)測量方法49
• 4.2 復雜信道測試實驗49-62
• 4.2.1 暗室復雜信道測試49-55
• 4.2.2 室外復雜信道測試55-61
• 4.2.3 室外復雜信道的方向特性測試61-62
• 4.3 本章小結62-64
• 第五章 總結與展望64-66
• 5.1 總結64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的科研成果70-71
• 作者簡介71

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  本文關鍵詞：基于災害場合搜救系統(tǒng)的復雜信道特性研究和信號接收模塊設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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