本文關鍵詞：面向Femtocell通信的室內短距離無線信道傳播特性研究

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【摘要】：Femtocell作為未來第五代移動通信系統(tǒng)關鍵技術之一,可以有效解決室內信號覆蓋的問題。由于Femtocell的小區(qū)半徑小、形狀不規(guī)則,傳播環(huán)境極為復雜,因此急需對面向Femtocell通信的室內無線信道傳播特性展開深入研究。本學位論文在辦公室、會議室、走廊、樓梯等典型室內場景中,展開傳播特性測量,在積累大量實測數(shù)據(jù)的基礎上,對室內無線信道的路徑損耗、多徑效應、穿墻損耗等傳播特性參數(shù)進行了建模分析。首先,針對辦公室、會議室、走廊、樓梯場景,在2.6GHz頻段上提出了一個天線高度相關的新型路徑損耗模型。為了模擬用戶天線高度變化對路徑損耗的影響,模型中引入了一個新的高度損耗因子HAF。針對樓梯場景,為了描述收發(fā)天線跨多層樓梯時對路徑損耗的影響,模型中引入了一個跨層損耗因子FAF。通過最小二乘算法,分別擬合出路徑損耗指數(shù)n,高度損耗因子HAF以及跨層損耗因子FAF。結果表明,HAF可以表達成接收天線高度的對數(shù)的二次函數(shù)。此外,還研究了天線高度的變化對陰影效應的影響,得出陰影效應標準差與天線高度之間呈e指數(shù)規(guī)律變化的關系。通過積累結構類似、不同場景中的大量測量數(shù)據(jù),證明提出的路徑損耗模型是準確且有效的。接著,研究辦公室、會議室、走廊、樓梯場景中的多徑效應,提出了一個抽頭延遲線(Tapped Delay Line,TDL)模型。結果表明,所有環(huán)境中,模型抽頭的幅度都近似服從Nakagami分布,每個抽頭的m參數(shù)都大于1。其中,走廊、樓梯中,不僅m參數(shù)明顯大于辦公室、會議室的,而且抽頭個數(shù)明顯多于辦公室、會議室中情況,說明狹長結構的室內走廊、樓梯比相對開闊的辦公室、會議室環(huán)境存在更顯著的波導效應。此外,通過充分的實驗測量和建模還發(fā)現(xiàn),上述抽頭模型的m參數(shù)與抽頭時延近似呈線關系。然后,研究了3-6GHz頻段的室內穿墻損耗特性,提出了一個新型的頻率-極化相關的穿墻損耗模型。為了更精確地描述天線極化方式對穿墻損耗的影響,模型中引入了極化增益因子。通過最小均方誤差算法對大量實測數(shù)據(jù)進行擬合,發(fā)現(xiàn)穿墻損耗指數(shù)與頻率呈近似線性關系,隨頻率增加而增加;進一步地,分析了V-V、V-H、H-H三種極化配置方式下的模型結果,揭示了極化增益因子與頻率之間呈近似線性關系、且隨頻率增加而減小;其中,V-V極化配置方式下的穿墻損耗最大,而采用H-H極化配置方式下的穿墻損耗最小。最后,基于信道矩陣奇異值分解的思想,提出了一種新型的隨機多輸入多輸出的(MIMO,multiple-input multiple-output)信道傳輸矩陣模型。在提出模型的架構下,每一個右奇異值向量可以建模為一個隨機標量和一個非隨機向量的乘積,左奇異值向量亦然。其中的非隨機向量分別定義為發(fā)送端和接收端的本征模,可以很容易地從測試數(shù)據(jù)中提取。同樣地,信道矩陣的奇異值也可以從測試矩陣中提取。這種建模方法解釋了模型參數(shù)的物理含義,有助于更直觀地刻畫MIMO信道的特性。在辦公室、會議室、走廊、樓梯場景中進行了大量的MIMO信道測試,并在此基礎上分析了實測的信道容量值。結果表明,提出的模型比兩種常用的理論信道模型更符合實際測量結果,驗證了提出模型的正確性和有效性。本文中提出的無線傳播特性和信道模型為面向Femtocell的室內無線通信系統(tǒng)中鏈路預算、覆蓋預測與規(guī)劃、鏈路級仿真以及干擾分析等后續(xù)工作提供理論依據(jù)和實踐基礎。
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5

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3 楊如民;代琪怡;余成波;;距離無關的室內路徑損耗模型的建立[J];電信科學;2013年04期

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7 蔣學勤;移動通信電波路徑損耗的測試[J];貴州大學學報(自然科學版);2005年01期

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1 龍云亮;黃明;劉桂;;移動通信的路徑損耗的研究[A];中國電子學會第七屆學術年會論文集[C];2001年

2 何恒;楊曉云;;局域電磁波中值路徑損耗建模研究[A];國家安全地球物理叢書（九）——防災減災與國家安全[C];2013年

3 蔣學勤;;移動通信電波路徑損耗的測試[A];2004’中國通信學會無線及移動通信委員會學術年會論文集[C];2004年

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5 陳杰;申東婭;趙翠芹;;同時考慮兩種參數(shù)的Walfisch-Bertoni模型的統(tǒng)計研究[A];2008通信理論與技術新發(fā)展——第十三屆全國青年通信學術會議論文集（下）[C];2008年

6 秦偉;鄧單;付杰尉;;TD-LTE室內深度覆蓋分析[A];2013年中國信息通信研究新進展論文集[C];2014年

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1 何蛟;基于移動通信的生命無線智能探測技術研究[D];浙江大學;2016年

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本文編號：1307027