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高速铁路技术 2013年第4期4卷 64-69页

作者：杨帆中国铁建电气化局集团有限公司北京100043

高速铁路GSM-R通信系统建设中,基站的场强覆盖优化与天线角度调整是GSM-R网络性能达到规范要求的必须环节,而特殊场强数据会严重影响优化思路与调整结果,导致事倍功半。文中介绍了高速铁路GSM-R系统在部分场景下基站场强覆盖的一种深衰... 详细信息

高速铁路GSM-R通信系统建设中,基站的场强覆盖优化与天线角度调整是GSM-R网络性能达到规范要求的必须环节,而特殊场强数据会严重影响优化思路与调整结果,导致事倍功半。文中介绍了高速铁路GSM-R系统在部分场景下基站场强覆盖的一种深衰落现象,结合工程现场情况对造成深衰落现象的原因提出了假设,并设计实验对此假设进行研究论证。根据实验数据排除了天线及环境等影响因素,利用电磁波传播理论阐述了该现象的产生原因,并通过计算机仿真给出了证明。最后说明了该现象在列车行驶时可能产生的主要影响,并针对此现象提出了与之相关的无线网络优化方法。

关键词： GSM—R 基站场强覆盖深衰落

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受限空间中电波深衰落形成机理及改进方法研究

受限空间中电波深衰落形成机理及改进方法研究

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2021年全国天线年会

作者：张宇栋王均宏北京交通大学光波技术研究所

本文分析了隧道环境下不同反射面对其中电波传播的影响,给出了不同情况下的电场分布。通过研究不同条件下的电场分布,探讨了通过减弱天线在某些角度下的辐射来改进电场分布的思路。在分析了水平方向一次反射点距离与方位角关系基础上,... 详细信息

本文分析了隧道环境下不同反射面对其中电波传播的影响,给出了不同情况下的电场分布。通过研究不同条件下的电场分布,探讨了通过减弱天线在某些角度下的辐射来改进电场分布的思路。在分析了水平方向一次反射点距离与方位角关系基础上,提出了近距离条件下抑制水平方向一次反射的方法,得到了天线方向图改变后仅考虑水平方向反射面以及考虑隧道环境时的电场分布,并进行了讨论。

关键词：受限空间电波传播深衰落射线追踪天线方向图

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稀疏多径信道均衡技术研究

稀疏多径信道均衡技术研究

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作者：马思扬解放军信息工程大学

学位级别：硕士

稀疏多径信道的多径传播和衰落现象会影响通信系统的接收性能,接收信号会出现比较严重的符号间干扰。为了提高信号接收质量,接收方通常采用均衡技术来补偿由于信道所带来的失真。现有的均衡技术还不能实现对深衰落稀疏多径信道的快速有... 详细信息

稀疏多径信道的多径传播和衰落现象会影响通信系统的接收性能,接收信号会出现比较严重的符号间干扰。为了提高信号接收质量,接收方通常采用均衡技术来补偿由于信道所带来的失真。现有的均衡技术还不能实现对深衰落稀疏多径信道的快速有效补偿,也不适用于以水声通信为代表的突发通信信号接收环境。因此,本文从均衡器结构、均衡器抽头系数分布特性和均衡算法设计角度出发,提高稀疏多径信道均衡器的性能和实用性。本文的主要工作和研究成果概括如下:首先,为了提高较低信噪比下深衰落稀疏多径信道均衡器的收敛性能,提出了一种基于信道缩短的自适应稀疏均衡改进算法。首先利用长度较短的训练序列设计基于最小均方误差准则的前置分数间隔信道缩短均衡器,实现对原始信道深衰落畸变的部分有效补偿;然后采用随机梯度追踪算法调整后置自适应稀疏均衡器的抽头系数,消除等效信道的剩余符号间干扰。与传统的单级分数间隔自适应均衡器相比,新算法具有更快的收敛速度快和更低的运算复杂度。其次,为了提高稀疏多径信道盲均衡器的收敛速度,通过理论推导证明了稀疏多径信道均衡器抽头系数的稀疏性。依据MPSK信号的模值统计特性,利用l-范数对均衡器抽头系数进行稀疏性约束,提出了两种基于稀疏自适应滤波的稀疏多径信道快速盲均衡算法。算法一根据抽头系数的幅度自适应地为幅度显著系数分配较大步长,为幅度极小系数分配较小步长,同时自适应地对幅度极小系数做向零收缩调整;算法二在发挥递归最小二乘常模算法收敛速度快的优势的同时,对幅度极小系数附加零点吸引调整。与现有算法相比,新算法在保证较低剩余符号间干扰的前提下,能大幅度提高盲均衡器的收敛速度。再次,为了提高深衰落稀疏多径信道的盲均衡性能,提出了一种l-范数约束的分数间隔稀疏自适应双模式盲均衡算法。借鉴传统的分数间隔双模式盲均衡算法思想,结合稀疏自适应滤波理论,对均衡器抽头系数增加l-范数的稀疏性约束,为每个抽头系数分配与其当前时刻的幅度成正比的步长参数,并对幅度极小系数做自适应向零收缩调整。与传统算法相比,新算法在保证较快收敛速度的前提下,能有效降低剩余符号间干扰。最后,将本文研究的稀疏多径信道盲均衡技术应用到水声突发信号盲解调问题,设计了盲均衡与盲同步算法。首先利用基于稀疏自适应滤波与数据重用的分数间隔盲均衡器,实现盲均衡处理;然后采用M次方变换法和二阶判决反馈数字锁相环,实现载波同步。通过基于BELLHOP模型建模生成的浅海水声多途信道条件下的信号盲均衡与盲同步仿真实验,验证了新算法可以有效实现对浅海水声突发信号的盲解调。

关键词：信道均衡稀疏多径信道深衰落信道缩短常模准则稀疏自适应滤波分数间隔双模式

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基于RSSI的多天线测距算法的研究

基于RSSI的多天线测距算法的研究

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作者：白梦如中国矿业大学

学位级别：硕士

目前我国煤矿井下定位系统的定位方式多与测距有关,通过测量待定位节点处接收天线与发射天线之间的距离后定位,所以定位的准确性直接受测距精度影响。巷道环境复杂,环境突变时路径衰减指数随之变化。巷道壁凹凸不平,机械设备及各类障碍... 详细信息

目前我国煤矿井下定位系统的定位方式多与测距有关,通过测量待定位节点处接收天线与发射天线之间的距离后定位,所以定位的准确性直接受测距精度影响。巷道环境复杂,环境突变时路径衰减指数随之变化。巷道壁凹凸不平,机械设备及各类障碍物繁多,导致无线信号传播过程中多径效应严重,极大抑制了RSSI(接收信号强度)在煤矿井下的应用。因此,本文对RSSI测距模型进行改进,研究多天线测距系统,并提出将数据滤波算法用于多天线测距系统,进一步提高RSSI的测距精度。首先分析煤矿井下电磁波的传输环境,通过建立理想的矩形巷道模型分析电磁波波模模型,进而推导出水平极化波和垂直极化波的衰减率,模拟仿真巷道中电磁波传输衰减的特性。仿真表明,无论是电磁波在巷道近距离传播时发生小尺度衰落,还是远距离传播时出现的大尺度衰落,其衰落特性都呈现周期性波动,为削弱衰落周期性波动和深衰落点对RSSI精度的影响,本文对多天线RSSI测距系统进行优化,引入s获得RSSI的大概率区间的改进高斯-卡尔曼混合滤波算法。最后,建立多天线测距系统进行模拟仿真,采用改进的高斯滤波和卡尔曼预估的方式对接收到的信号进行处理,修正深衰落点,通过对接收到的RSSI值进行曲线拟合求出不同天线间距下的参数因子和衰减因子。分析比较各指定距离时,单天线测距系统和不同天线间距条件下的多天线测距系统滤波前后的计算距离,得出采用改进的高斯滤波和卡尔曼预估的方式多天线测距系统测距精度优于单天线测距系统和滤波前的多天线测距系统,且各天线间距为波长两倍时,测距精度最高,滤波后精度提高25%。

关键词：煤矿巷道电磁波特性深衰落卡尔曼滤波多天线系统

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