發(fā)布時間：2017-07-08 06:32

  本文關鍵詞：高速環(huán)境下MIMO信道參數(shù)估計及建模研究

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【摘要】：近年來,高速鐵路在全世界范圍內經歷了蓬勃的發(fā)展,高鐵帶來的強大運輸能力以及全面的經濟效益獲得了全社會的肯定。預計在將來的一段時間內,高速鐵路將會持續(xù)當今的發(fā)展勢頭,以滿足社會發(fā)展的必然需要。高速鐵路列車速度快,載客量大,其大面積應用以及移動互聯(lián)網迅速發(fā)展所帶來寬帶業(yè)務需求也給高鐵環(huán)境下的無線通信帶來了更高的挑戰(zhàn)。以往的高速鐵路通信系統(tǒng)已經無法滿足最新的需求�，F(xiàn)如今,隨著無線蜂窩通信網絡的高速發(fā)展,4G LTE技術經歷了充分的研究、發(fā)展以及商用,其體現(xiàn)出的優(yōu)良通信性能使其成為解決高鐵無線通信的研究重點。 本課題以此為基礎,搭建了適用于高速鐵路環(huán)境的信道測量平臺,提出了進行參數(shù)估計的算法,并利用搭建的平臺與提出的算法展開在高速鐵路環(huán)境下的實地測量,通過測量結果搭建真實準確的高速鐵路環(huán)境下的傳輸信道模型,為今后高鐵無線通信系統(tǒng)的研究提供了可靠而寶貴的參考數(shù)據(jù)及研究工具。 本文首先研究了在高速鐵路特定場景下無線電波的傳播特性,分析了在高速鐵路下建立及優(yōu)化無線通信系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn),并提出了本課題研究過程的重點及難點,著重提出了建立高速鐵路下信道模型的重要性。文章分析了信道參數(shù)估計已有的主要算法,分別介紹了譜估計法、參數(shù)子空間估計法以及確定參數(shù)估計法三類方法并對其代表算法進行了分析,分析了各算法的原理、步驟、優(yōu)缺點以及適用條件。隨后重點介紹分析了本課題所應用的空間轉換期望最大算法(SAGE),對SAG E算法的性能進行了具體的仿真分析,推導了適用于本課題實地測量的步驟,并利用Matlab搭建了數(shù)據(jù)處理平臺。介紹了實地測量的原理及所搭建的測量平臺后,本文對哈爾濱-大連高鐵線路的實地測量數(shù)據(jù)進行了全面的處理分析,給出了山地、高架橋、開闊地以及城區(qū)的參數(shù)處理結果,重點研究了路徑損耗、陰影衰落、功率延遲分布等參數(shù),提出了各個場景下的對數(shù)距離路徑損耗模型以及延遲線模型。 本文所提出的測量方案、參數(shù)處理算法以及最終提出的參數(shù)處理結果將為將來的高速鐵路通信系統(tǒng)研究提供寶貴的參考價值。
【關鍵詞】：高速鐵路 信道建模 信道測量 參數(shù)估計
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U285.2;TN919.3;TN911.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-10
• 1.1.1 高速鐵路運輸?shù)呐畈l(fā)展9
• 1.1.2 高速鐵路無線通信系統(tǒng)的新挑戰(zhàn)9-10
• 1.2 研究意義10-11
• 1.3 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.1 無線信道參數(shù)估計技術11
• 1.3.2 信道建模技術11-12
• 1.4 本文主要內容及安排12-15
• 第二章 無線信道電波傳播特性15-22
• 2.1 概述15
• 2.2 大尺度衰落15-17
• 2.2.1 自由空間傳播模型16
• 2.2.2 對數(shù)正態(tài)陰影模型16-17
• 2.3 小尺度衰落17-20
• 2.3.1 頻率選擇性衰落17-18
• 2.3.2 時間選擇性衰落18-19
• 2.3.3 空間選擇性衰落19-20
• 2.4 高速鐵路環(huán)境下電波傳播特性20-21
• 2.5 本章小結21-22
• 第三章 無線信道參數(shù)估計算法22-44
• 3.1 譜估計22-25
• 3.1.1 MUSIC算法原理介紹22-24
• 3.1.2 MISIC算法的性能仿真分析24-25
• 3.2 參數(shù)子空間估計25-27
• 3.2.1 ESPRIT算法原理介紹26-27
• 3.2.2 ESPRIT算法與MUSIC算法性能比較27
• 3.3 確定參數(shù)估計27-30
• 3.3.1 最大似然估計(ML)算法28
• 3.3.2 期望最大(EM)算法28-29
• 3.3.3 空間轉換期望最大(SAGE)算法29-30
• 3.4 SAGE算法原理介紹30-38
• 3.4.1 空間轉換期望最大(SAGE)算法中的傳播模型30-32
• 3.4.2 信道探測技術和探測信號32-34
• 3.4.3 SAGE算法步驟34-38
• 3.5 SAGE算法的性能仿真分析38-43
• 3.5.1 仿真參數(shù)設置38-39
• 3.5.2 速度對參數(shù)估計的影響39-41
• 3.5.3 天線陣列對參數(shù)估計的影響41-43
• 3.5.4 快拍數(shù)對參數(shù)估計的影響43
• 3.6 本章小結43-44
• 第四章 高速鐵路測量方案與測量平臺的搭建44-57
• 4.1 基本原理44-45
• 4.2 參數(shù)設置45-46
• 4.2.1 發(fā)射端參數(shù)45
• 4.2.2 接收端參數(shù)45-46
• 4.3 數(shù)據(jù)處理方法46-55
• 4.3.1 大尺度參數(shù)處理原理與步驟46-48
• 4.3.2 小尺度參數(shù)處理原理與步驟48-54
• 4.3.3 SAGE在高鐵2~*2信道實測中的應用54-55
• 4.4 本章小結55-57
• 第五章 高鐵實地測量數(shù)據(jù)的擬合與分析57-73
• 5.1 實測場景概述57
• 5.2 高速鐵路場景的測量結果與分析57-71
• 5.2.1 山地57-62
• 5.2.2 高架橋62-65
• 5.2.3 開闊地65-69
• 5.2.4 城區(qū)69-71
• 5.3 與經典模型的對比71-72
• 5.4 本章小結72-73
• 第六章 總結與展望73-75
• 6.1 論文工作總結73-74
• 6.2 進一步研究工作74-75
• 參考文獻75-77
• 致謝77-79
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張燕;王玉v，

本文編號：533390