本文關(guān)鍵詞：車載網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜場(chǎng)景下無(wú)線信道測(cè)量與建模研究

  更多相關(guān)文章： 車載無(wú)線通信 高速鐵路信道 車對(duì)車信道 無(wú)線信道建模 電波傳播

【摘要】：車載無(wú)線通信以陸地移動(dòng)車體作為通信終端的承載體,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳遞實(shí)現(xiàn)面向用戶安全與服務(wù)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)信息交互。廣義范疇的車載通信包括鐵路交通與公路交通兩個(gè)領(lǐng)域。隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展,未來(lái)基于鐵路與公路運(yùn)輸相融合的復(fù)合式交通運(yùn)輸將成為提升運(yùn)輸效率、保障運(yùn)營(yíng)安全的重要手段。 智能交通系統(tǒng)的建設(shè)離不開(kāi)車載無(wú)線通信系統(tǒng)的支撐,而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)則需立足于對(duì)典型車載環(huán)境下無(wú)線信道的深入研究。物理無(wú)線信道作為通信發(fā)生的媒介,其特性極大地影響著無(wú)線通信系統(tǒng)的性能。在車載無(wú)線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要用信道模型對(duì)復(fù)雜的車載傳播信道加以描述。盡管人們已經(jīng)對(duì)車載信道開(kāi)展了大量研究,但仍然存在下述局限： 1)從場(chǎng)景分類上看,現(xiàn)階段的研究受到測(cè)試條件的限制,僅涵蓋了一部分車載傳播場(chǎng)景。既無(wú)法滿足人們對(duì)車載場(chǎng)景中電波傳播認(rèn)知的需求,亦不足以為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供所需的信道模型。 2)從科學(xué)研究上看,現(xiàn)階段車載無(wú)線信道的研究無(wú)法準(zhǔn)確揭示相關(guān)場(chǎng)景下電波傳播的基本規(guī)律。對(duì)于移動(dòng)場(chǎng)景下信道非平穩(wěn)特征的準(zhǔn)確定義、時(shí)變信道的深衰落特性、以及動(dòng)態(tài)信道建模的基礎(chǔ)理論有待進(jìn)一步研究�，F(xiàn)有研究在科學(xué)層面的局限性將對(duì)系統(tǒng)的可靠性造成隱患。 3)從應(yīng)用需求上看,現(xiàn)階段車載信道模型無(wú)法滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)中鏈路預(yù)算、性能仿真及驗(yàn)證的需求。既有模型不僅無(wú)法涵蓋典型的車載傳播環(huán)境,也無(wú)法準(zhǔn)確地反映車載信道的時(shí)變特性。這極大地降低了系統(tǒng)性能仿真的準(zhǔn)確性。 針對(duì)上述問(wèn)題,本文在高速鐵路和公路車對(duì)車環(huán)境中開(kāi)展了電波傳播特性的研究,并建立了信道模型以服務(wù)于車載網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。本文主要工作如下： 1)針對(duì)高速鐵路傳播場(chǎng)景復(fù)雜的特點(diǎn)提出了簡(jiǎn)單可行的傳播場(chǎng)景分類標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合方向性基站天線傳播區(qū)域斷點(diǎn)估計(jì)及增益校驗(yàn)方案,建立了高速鐵路大尺度傳播模型庫(kù),包含路徑損耗預(yù)測(cè)模型、陰影衰落統(tǒng)計(jì)分布模型、以及陰影衰落相關(guān)性模型。所提出的模型為系統(tǒng)鏈路預(yù)算提供了依據(jù)。 2)針對(duì)高速鐵路時(shí)變信道快衰落的特點(diǎn),研究了高架橋和路塹場(chǎng)景兩類典型場(chǎng)景下信道的小尺度衰落特性。探討特色環(huán)境結(jié)構(gòu)對(duì)無(wú)線信道多徑分布的影響。提出了基于距離及場(chǎng)景結(jié)構(gòu)的時(shí)變信道分布參數(shù)的分段線性預(yù)測(cè)模型。所提出的模型有助于揭示高速鐵路環(huán)境下快衰落信道的特征。 3)針對(duì)公路車對(duì)車無(wú)線信道非視距(Non Line of Sight, NLOS)復(fù)雜傳播場(chǎng)景研究不足的問(wèn)題,重點(diǎn)研究了大型車體遮擋以及交叉路兩類NLOS場(chǎng)景。提出了大型車體遮擋場(chǎng)景下基于雙距離衰減因子的路徑損耗預(yù)測(cè)模型,并基于信道角度域多徑分布特性探討了交叉路道路彎曲以及路邊障礙物的屏障效應(yīng)。 4)基于相關(guān)矩陣?yán)碚撎岢隽藭r(shí)變信道廣義平穩(wěn)區(qū)間的估計(jì)方法。利用空-時(shí)-頻功率譜聯(lián)合估計(jì),揭示了公路車對(duì)車信道非平穩(wěn)特性的本質(zhì)：即多徑信號(hào)的隨機(jī)生滅過(guò)程。提出了基于多徑距離理論的多徑萃取與動(dòng)態(tài)跟蹤法則,并建立了車對(duì)車場(chǎng)景下動(dòng)態(tài)寬帶方向性信道模型,促進(jìn)了動(dòng)態(tài)信道建模理論的進(jìn)一步完善。 綜上所述,本文圍繞高速鐵路和公路車對(duì)車場(chǎng)景下的無(wú)線信道開(kāi)展研究,分別為高速鐵路及車對(duì)車無(wú)線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了電波傳播預(yù)測(cè)工具,彌補(bǔ)了車載網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜場(chǎng)景下信道建模的研究不足,豐富了相關(guān)場(chǎng)景下的信道建模理論。
【關(guān)鍵詞】：車載無(wú)線通信 高速鐵路信道 車對(duì)車信道 無(wú)線信道建模 電波傳播
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U285;U495;TN92
【目錄】：

• 致謝5-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-16
• 插圖索引16-20
• 表格索引20-24
• 1 緒論24-38
• 1.1 研究背景與意義24-30
• 1.1.1 車載通信的國(guó)家戰(zhàn)略意義24-25
• 1.1.2 車載無(wú)線通信系統(tǒng)概述25-28
• 1.1.3 車載場(chǎng)景電波傳播模型的研究意義28-30
• 1.2 車載無(wú)線傳播信道研究現(xiàn)狀30-34
• 1.2.1 高速鐵路無(wú)線信道研究現(xiàn)狀30-32
• 1.2.2 車對(duì)車無(wú)線信道研究現(xiàn)狀32-33
• 1.2.3 存在問(wèn)題33-34
• 1.3 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)34-36
• 1.4 各章節(jié)安排36-38
• 2 高速鐵路無(wú)線信道測(cè)量與復(fù)雜場(chǎng)景衰落信道建模38-68
• 2.1 引言38-39
• 2.2 相關(guān)工作綜述39-40
• 2.3 高速鐵路場(chǎng)景分類標(biāo)準(zhǔn)40-44
• 2.4 高速鐵路測(cè)試系統(tǒng)及信道測(cè)量44-49
• 2.4.1 高速鐵路信道測(cè)試系統(tǒng)45
• 2.4.2 高速鐵路方向性基站天線及影響45-48
• 2.4.3 高速鐵路信道測(cè)量48-49
• 2.5 高速鐵路高架橋場(chǎng)景電波傳播及衰落信道建模49-59
• 2.5.1 高速鐵路高架橋場(chǎng)景分析50-52
• 2.5.2 衰落深度52
• 2.5.3 小尺度衰落分布特性52-54
• 2.5.4 Ricean分布K因子模型54-59
• 2.6 高速鐵路路塹場(chǎng)景電波傳播及衰落信道建模59-66
• 2.6.1 高速鐵路路塹場(chǎng)景分析59-60
• 2.6.2 衰落深度60-61
• 2.6.3 小尺度衰落分布特性61-62
• 2.6.4 Ricean分布K因子模型62-66
• 2.7 本章小結(jié)66-68
• 3 高速鐵路大尺度傳播信道建模68-92
• 3.1 引言68-69
• 3.2 相關(guān)工作綜述69-70
• 3.3 高速鐵路路徑損耗建模70-80
• 3.3.1 天線增益校驗(yàn)及數(shù)據(jù)預(yù)處理71
• 3.3.2 區(qū)域1路徑損耗建模71-74
• 3.3.3 區(qū)域2路徑損耗建模74-78
• 3.3.4 模型驗(yàn)證78-80
• 3.4 高速鐵路陰影衰落及相關(guān)性建模80-90
• 3.4.1 陰影衰落分布80-82
• 3.4.2 陰影衰落自相關(guān)特性82-83
• 3.4.3 鄰基站陰影衰落互相關(guān)特性83-88
• 3.4.4 模型驗(yàn)證88-90
• 3.5 本章小結(jié)90-92
• 4 車對(duì)車網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜場(chǎng)景無(wú)線信道測(cè)量與建模92-142
• 4.1 引言92-93
• 4.2 相關(guān)工作綜述93-95
• 4.3 車對(duì)車信道測(cè)量95-102
• 4.3.1 車對(duì)車信道測(cè)試系統(tǒng)95-97
• 4.3.2 車對(duì)車信道測(cè)量場(chǎng)景97-101
• 4.3.3 測(cè)量數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和預(yù)處理101-102
• 4.4 車對(duì)車信道時(shí)變非平穩(wěn)特征度量方法102-113
• 4.4.1 矩陣相關(guān)距離判決法103-106
• 4.4.2 頻譜散度判決法106-108
• 4.4.3 陰影衰落相關(guān)性判決法108
• 4.4.4 判決方法比較108-113
• 4.5 城市街區(qū)大型車體遮擋下無(wú)線信道的測(cè)量與建模113-126
• 4.5.1 路徑損耗113-118
• 4.5.2 陰影衰落118-119
• 4.5.3 小尺度衰落119-123
• 4.5.4 時(shí)延擴(kuò)展123-125
• 4.5.5 信道參數(shù)互相關(guān)性125-126
• 4.6 郊區(qū)交叉路場(chǎng)景下無(wú)線信道的測(cè)量與建模126-139
• 4.6.1 交叉路場(chǎng)景描述及討論126-129
• 4.6.2 廣義平穩(wěn)區(qū)間129-130
• 4.6.3 功率延遲譜130-132
• 4.6.4 小尺度衰落132-133
• 4.6.5 時(shí)延擴(kuò)展133-134
• 4.6.6 角度域信道特征134-138
• 4.6.7 信道參數(shù)互相關(guān)138-139
• 4.7 本章小結(jié)139-142
• 5 車對(duì)車網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)時(shí)變信道建模142-164
• 5.1 引言142-143
• 5.2 相關(guān)工作綜述143-144
• 5.3 動(dòng)態(tài)時(shí)變模型結(jié)構(gòu)144-146
• 5.4 車對(duì)車信道多徑成分萃取及跟蹤146-150
• 5.4.1 多徑信號(hào)空-時(shí)譜分析及萃取146-147
• 5.4.2 動(dòng)態(tài)多徑信號(hào)生滅過(guò)程跟蹤147-150
• 5.5 車對(duì)車動(dòng)態(tài)時(shí)變信道建模150-158
• 5.5.1 廣義平穩(wěn)區(qū)間150
• 5.5.2 多徑信號(hào)生滅時(shí)間150-151
• 5.5.3 多徑信號(hào)數(shù)目151-153
• 5.5.4 多徑信號(hào)位置分布153-155
• 5.5.5 多徑信號(hào)初始功率155
• 5.5.6 多徑信號(hào)演變155-157
• 5.5.7 多徑信號(hào)小尺度衰落特征157-158
• 5.6 車對(duì)車時(shí)變模型動(dòng)態(tài)仿真及驗(yàn)證158-162
• 5.6.1 動(dòng)態(tài)模型仿真步驟158-161
• 5.6.2 模型性能驗(yàn)證161-162
• 5.7 本章小結(jié)162-164
• 6 總結(jié)與展望164-168
• 6.1 論文工作總結(jié)164-166
• 6.2 不足與展望166-168
• 參考文獻(xiàn)168-184
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果184-194
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集194

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：608283