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粗糙度对MIMO无线信道传播特性影响的研究

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粗糙度对MIMO无线信道传播特性影响的研究

作者：高立东南京邮电大学

学位级别：硕士

在不增加发射功率和提高带宽的条件下，多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO）技术可以很大程度地提高信道容量和频谱利用率，因此受到了各国研究人员的广泛关注。在矿井巷道、室内复杂环境等条件下，粗糙度是MIMO... 详细信息

在不增加发射功率和提高带宽的条件下，多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO）技术可以很大程度地提高信道容量和频谱利用率，因此受到了各国研究人员的广泛关注。在矿井巷道、室内复杂环境等条件下，粗糙度是MIMO无线信道中比较重要的因素。本文基于入射及反弹射线法研究了粗糙度对MIMO无线信道中电波传播特性和信道容量的影响。本文的仿真分析为MIMO通信系统研究设计提供了理论依据。本文的主要内容及所作的贡献如下：（1）介绍了射线追踪方法的基本理论，阐述了基于入射及反弹射线法研究MIMO无线信道中电波传播特性的基本原理。（2）利用基于入射及反弹射线法的Wireless InSite软件在矿井巷道环境中进行仿真分析，预测了接收功率和均方根时延扩展等传播特性，同时仿真得到信噪比和信道容量的关系。通过本文仿真结果与已知文献的测量结果对比，一致性良好，从而验证了本文所用仿真方法的正确性。（3）在室内复杂环境下，仿真分析了建筑物表面粗糙度对MIMO无线信道电波传播特性和信道容量的影响，得到了粗糙度与接收功率、均方根时延扩展、MIMO信道容量之间的关系。当粗糙度取固定值时，仿真分析了频率与有关信道参数的关系。（4）在长直矿井巷道环境下，仿真研究了巷道表面粗糙度对MIMO无线信道中接收功率、均方根时延扩展和信道容量的影响，得到了巷道表面粗糙度与以上三个信道参数的关系。当粗糙度取不同值时，对信道容量的累积概率分布函数、概率分布以及其分布示意图进行了详细的对比分析。（5）在弯曲矿井巷道环境下，仿真研究了非视距传播条件下巷道表面粗糙度对MIMO系统中接收功率、均方根时延扩展、信道容量的影响，同时分析了视距传播和非视距传播两种情况下粗糙度对MIMO信道传播特性、信道容量的影响程度不同的原因。

关键词： MIMO 入射及反弹射线法粗糙度接收功率均方根时延扩展信道容量

TD-LTE室外微蜂窝小区D频段电波传播特性研究

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TD-LTE室外微蜂窝小区D频段电波传播特性研究

作者：马雪南京邮电大学

学位级别：硕士

分时长期演进标准是我国为应对高速数据通信业务的发展需求,根据长期演进标准并结合拥有自主知识产权的时分同步码分多址技术制定的。室外分时长期演进系统主要使用D频段(2.6GHz)进行组网规划,由于其组网频率较高,电波传播特性与2G、3G... 详细信息

分时长期演进标准是我国为应对高速数据通信业务的发展需求,根据长期演进标准并结合拥有自主知识产权的时分同步码分多址技术制定的。室外分时长期演进系统主要使用D频段(2.6GHz)进行组网规划,由于其组网频率较高,电波传播特性与2G、3G网络传播特性有所不同,而传播特性是无线网络规划与设计的基础,因此研究D频段电波传播特性对分时长期演进无线网络的规划和优化具有重要的理论意义和实用价值。本文利用入射及反弹射线/镜像法对室外微蜂窝小区D频段电波传播特性进行了仿真和分析。本文主要工作如下:(1)在传统射线管判收方法的基础上,从理论上提出了一种能有效提高计算效率、降低计算复杂度的射线管判收新方法。(2)利用已知文献的室外微蜂窝小区参数条件进行建模仿真,仿真结果与已知文献结果一致性良好,验证了入射及反弹射线/镜像法预测室外微蜂窝小区电波传播特性的可靠性和正确性。(3)仿真分析了微蜂窝住宅小区的电波传播特性,得到了接收功率分布、路径损耗等无线通信网络中重要的参数特性,视距和非视距传播条件下路径损耗的最大值分别为116.21d B和138.23d B,根据最大路径损耗可以计算小区覆盖范围。(4)比较了不同频率、不同天线高度及天线方向性对D频段电波传播特性的影响,仿真结果表明2.6GHz频段路径损耗比陆地移动通信典型频段900MHz高出十几分贝,损耗严重;天线高度对D频段电波传播特性影响不大;定向天线能更具有针对性的实现网络覆盖。(5)针对具有密集树木的典型校园环境进行建模仿真,重点研究校园密集树木对D频段电波传播特性的影响,仿真结果表明密集树木的遮挡使信号产生严重的衰减。同时还仿真比较了操场空旷地附近视距和非视距路径的传播特性。

关键词：分时长期演进标准室外微蜂窝小区入射及反弹射线/镜像法传播特性路径损耗均方根时延扩展

基于SBR仿真研究粗糙度对室内MIMO电波传播特性的影响

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中国电子科学研究院学报 2013年第5期8卷 534-539页

作者：刘芫健高立东施秦健宋丹汪嘉文南京邮电大学电子科学与工程学院南京210003

入射及反弹射线法是研究MIMO信道的有效技术。基于入射及反弹射线法对室内环境中的MIMO信道电波传播特性进行研究,在不同粗糙度条件下,针对接收功率、均方根时延扩展、MIMO系统信道容量的分布情况及其特点进行了比较分析。仿真结果与文... 详细信息

入射及反弹射线法是研究MIMO信道的有效技术。基于入射及反弹射线法对室内环境中的MIMO信道电波传播特性进行研究,在不同粗糙度条件下,针对接收功率、均方根时延扩展、MIMO系统信道容量的分布情况及其特点进行了比较分析。仿真结果与文献已知结论一致性良好。

关键词：入射及反弹射线法多输入多输出接收功率均方根时延扩展信道容量

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5.8 GHz室外环境传播特性分析

吉林大学学报（信息科学版） 2008年第1期26卷 21-26页

作者：刘杉坚周春晖周世东王庭昌解放军理工大学通信工程学院南京210007 清华大学信息科学技术学院国家实验室北京100084

为了给下一代无线通信系统(B3G:Beyond 3G)参数设计提供参考以及为算法仿真提供信道建模,针对国内城市室外环境不同的传播场景,在5.8 GHz频段和20 MHz信道带宽的测量条件下,进行了室外信道测量和研究。根据测量数据统计分析,5.8 GHz频... 详细信息

为了给下一代无线通信系统(B3G:Beyond 3G)参数设计提供参考以及为算法仿真提供信道建模,针对国内城市室外环境不同的传播场景,在5.8 GHz频段和20 MHz信道带宽的测量条件下,进行了室外信道测量和研究。根据测量数据统计分析,5.8 GHz频段路径损耗指数在视距通信(LOS:Line of Sight)时为2.53,在非视距通信(NLOS:No Line of Sight)时为3.3～3.8;同时,对COST231-WI路径损耗模型进行了修正,考虑到阴影衰落的影响,修正后的模型能较准确地预测接收功率,为系统覆盖范围预测提供参考。均方根时延扩展(Root Mean Square Delay Spread)的累积概率为0.9时,在0.5～0.8μs之间变化。均方根角度扩展(RMS Azimuth Spread)主要由发射天线位置和传播环境决定。

关键词：信道测量路径损耗阴影衰落均方根时延扩展均方根方位角扩展

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频率与极化方式对室内太赫兹信道参数的影响

首都师范大学学报（自然科学版） 2021年第3期42卷 24-30页

作者：武晓磊赵忠鑫韩九州何敬锁苏波张存林首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室北京100048 首都师范大学北京成像技术高精尖创新中心北京100048

介绍了太赫兹波段室内环境下的多路径传播信道模型,分析了视距传输时的自由空间损耗和大气分子吸收损耗以及非视距传输时的镜面反射损耗.针对常见的教室场景,使用射线追踪法对室内信道进行分析,发射器(Tx)位于房间的正中央,对于选定位... 详细信息

介绍了太赫兹波段室内环境下的多路径传播信道模型,分析了视距传输时的自由空间损耗和大气分子吸收损耗以及非视距传输时的镜面反射损耗.针对常见的教室场景,使用射线追踪法对室内信道进行分析,发射器(Tx)位于房间的正中央,对于选定位置的接收器(Rx),绘制了不同频率、不同极化方式下的功率时延图和功率角分布图,并根据功率时延图计算莱斯K因子和均方根时延扩展,根据功率角分布图计算角度扩展,得到Rx的均方根时延扩展、莱斯K因子、角度扩展等信道参数.研究表明:每个位置的Rx都存在多个空间可分辨的路径,随着太赫兹频率的提高,均方根时延扩展、角度扩展变小,莱斯K因子增大.通过对不同极化方式的分析可知,在0.1~1.0 THz时,垂直极化波的路径损耗、莱斯K因子小于水平极化波,但均方根时延扩展、角度扩展大于水平极化波.

关键词：太赫兹频率极化方式太赫兹信道路径损耗均方根时延扩展莱斯K因子角度扩展

基于射线追踪技术的多类工业环境28GHz信道特性研究

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江苏通信 2023年第6期39卷 43-46,65页

作者：顾欢欢严伟南京中新赛克科技有限责任公司

工业物联网是第六代移动通信技术(6th Generation Mobile Communication Technology,6G)的典型应用场景,工业环境无线信道特性是构建工业物联网应用的基础。本文基于射线追踪技术,研究三类典型工业环境(车间工厂、食品工厂、仓库工厂)在... 详细信息

工业物联网是第六代移动通信技术(6th Generation Mobile Communication Technology,6G)的典型应用场景,工业环境无线信道特性是构建工业物联网应用的基础。本文基于射线追踪技术,研究三类典型工业环境(车间工厂、食品工厂、仓库工厂)在28GHz频段的信道特性。研究结果表明不同工业环境的路径损耗特性相差较大,本文对差异的产生原因进行了阐述,还对比了视距与非视距情况下的均方根时延扩展特性。本文研究结果可以为室内多场景下28GHz信道特性的建模与研究提供帮助。

关键词：射线追踪工业物联网路径损耗均方根时延扩展 28GHz

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微波频段无线通信信道测试及建模

微波频段无线通信信道测试及建模

2014年全国电磁兼容与防护技术学术会议

作者：李永成王满喜董俊电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室

本文给出了无线通信信道测试原理及方法,主要应用扩频滑动相关算法通过实际测试得到了某测试场区在微波频段（4GHz）的无线信道传播特性,包括功率延迟谱（PDP）、抽头延迟线模型、均方根时延扩展（RMS）等参数,并建立了信道传输模型,为... 详细信息

本文给出了无线通信信道测试原理及方法,主要应用扩频滑动相关算法通过实际测试得到了某测试场区在微波频段（4GHz）的无线信道传播特性,包括功率延迟谱（PDP）、抽头延迟线模型、均方根时延扩展（RMS）等参数,并建立了信道传输模型,为今后在该测试场区进行的相关通信测试工作提供模型参考。

关键词：功率延迟分布均方根时延扩展建模

来源： cnki会议评论

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微波频段无线通信信道测试及建模

微波频段无线通信信道测试及建模

2014年全国军事微波技术暨太赫兹技术学术会议

作者：李永成王满喜董俊电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室

关键词：功率延迟分布均方根时延扩展建模

来源： cnki会议评论

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复杂低空空地无线信道测量与分析

系统工程与电子技术 2024年第12期46卷 4238-4247页

作者：于坤灿向新董鹏宇王鹏空军工程大学航空工程学院陕西西安710038

针对中小型无人机在复杂低空长距离通信方面的可靠性和有效性亟待提高的问题,测量、分析了复杂低空场景下均方根时延扩展、莱斯K因子等信道特性,并建立了相应概率密度函数模型。选取由山体、建筑以及较多树木组成的复杂低空场景,在2.4 ... 详细信息

针对中小型无人机在复杂低空长距离通信方面的可靠性和有效性亟待提高的问题,测量、分析了复杂低空场景下均方根时延扩展、莱斯K因子等信道特性,并建立了相应概率密度函数模型。选取由山体、建筑以及较多树木组成的复杂低空场景,在2.4 GHz频率下进行了信道实测活动,并通过大量数据采集与拟合分析得出结论:信道均方根时延扩展与莱斯K因子的累积分布函数呈正态分布。基于抽头延时线模型和实测数据分析,构建了适用于复杂低空空地无线信道的模型,并通过仿真实验证明所提模型可以很好地实现目标信道特性。所得结果为提高中小型无人机在复杂低空长距离中的通信性能提供了有力支持。

关键词：信道测量复杂低空均方根时延扩展莱斯K因子

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