【摘要】：室內無線體域網是指在室內情境下將各種類型的傳感器安裝在人體的特定部位以獲得人體生命體征相關數據的技術,它是物聯網技術在人體上的一種應用,其可應用于對人體的體育活動指標或者健康狀況進行實時的監(jiān)測,以便人們根據情況進行相關的反饋。對于室內無線體域網中信道進行有效合理的建模是提升該網絡通信質量的關鍵,且直接影響到無線體域網物理層的研究,因此建立合適的無線信道模型來對無線體域網信道中小尺度衰落和大尺度衰落進行描述是非常必要的。云南大學云無線接入與異構網絡工程實驗室提出的RLMN模型是更符合于實際信道衰落特性的復合模型,其中R表示Rayleigh或Rician分布,M表示多徑衰落因子,L表示Lognormal模型,N表示部分陰影衰落因子。本文將RM模型和LN模型從RMLN模型中分離出來,將RM模型中R用Rician分布表示提出RIM產模型,在LN模型基礎上增加對數路徑損耗模型提出PLN模型,并對RIM模型和PLN模型進行統(tǒng)計特性的推導和參數估計,最后將RIM產模型和PLN模型應用于室內無線體域網的小尺度衰落和大尺度衰落。本文的主要研究內容如下:(1)考慮到室內無線體域網中多徑分量無法全部到達接收端且可能存在直射分量的情況,本文將RLMN模型中的RM模型分離出來,并將R考慮為Rician分布,提出一種適用于適用于室內無線體域網小尺度衰落的RIM產模型,該模型是在Rician模型基礎上增加多徑衰落因子M得到的�？紤]到大尺度衰落同時包含路徑損耗和部分陰影衰落的情況,且未來無線體域網將工作于更高頻率,短距離內的路徑損耗將不可忽視,本文在LN部分陰影衰落模型基礎上增加對數距離路徑損耗模型,提出一種適用于無線體域網大尺度衰落的PLN模型。(2)利用Rician模型的概率密度函數(PDF)、概率密度替換公式、函數變量替換公式以及累計概率密度函數(CDF)公式,推導RIM模型和PLN模型的一階統(tǒng)計特性PDF和CDF的閉環(huán)表達式,然后利用電平通過率(LCR)和平均衰落時間(AFD)的定義,推導RIM模型和PIN模型的二階統(tǒng)計特性LCR和AFD的閉環(huán)表達式。(3)本文利用正弦曲線求和法(SOS)分別建立RIM模型、LN模型和PLN模型的仿真模型,并在不同參數條件下利用matlab對比三種仿真模型的仿真統(tǒng)計特性和模型的理論統(tǒng)計特性,驗證了三個仿真模型的有效性和正確性。(4)本文分別利用最大似然估計法、矩估計法和參數分離法對RIM模型進行參數估計,并使用K-S擬合優(yōu)度檢驗算法對比三種參數估計方法的估計精準度,選出精準度較高的方法。利用最大似然估計法和矩估計法對PLN模型進行參數估計。提出一種新的矩估計法和參數分離法相結合的矩-參數分離法對LN模型進行參數估計。實現了RIM模型、PLN模型和LN模型的參數估計。(5)利用矢量網絡分析儀測量室內無線體域網信道工作于28GHz情況下的S21參數,并將數據通過滑動窗口法分離為小尺度衰落數據和大尺度衰落數據,從大尺度衰落數據中分離出部分陰影衰落數據。然后,利用相應數據計算RIA模型、PLN模型和LN模型的統(tǒng)計參數。最后,對比實測數據統(tǒng)計特性、三個模型的理論和仿真統(tǒng)計特性,證明RIM模型、PLN模型和LN模型應用于室內無線體域網的正確性,并將RIM和PLN模型與同類模型做理論實驗對比,驗證了RIM和PLN模型是更適用于室內無線體域網小尺度衰落和大尺度衰落的模型。
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN92;O212.1
【圖文】：

小尺度垶落逡逑ｌｏｇ（ｄ）逡逑圖２．邋１路徑損耗、陰影衰落和小尺度衰落之間的關系逡逑２．２．１小尺度衰落逡逑通常，在發(fā)射器和接收器之間存在大量的物體，其通過反射和散射發(fā)射信號而逡逑產生多個傳播路徑。發(fā)送的信號沿多條路徑到達接收機，如圖２．２所示。逡逑ｖ？邐Ａ逡逑了逡逑Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ邋＼邐＾逡逑＼＾逡逑邐廣—＇邐Ｒｅｃｅｉｖｅｒ逡逑￣＾逡逑圖２．邋２多徑環(huán)境示意圖逡逑這些路徑具有不同的衰減特性，并為信號附加了不同的相移。多路徑分量以相逡逑長或抵消的方式在接收端疊加。換句話說，聯合信道響應由發(fā)送信號的多個復制品逡逑組成，并且接收器在某一時刻看到的有效信道由多徑分量如何相加來確定。由于相逡逑長或相消的加法對由波長尺度移動引起的小相移敏感，因此發(fā)射器或反射物體的逡逑１０逡逑

２．２．１小尺度衰落逡逑通常，在發(fā)射器和接收器之間存在大量的物體，其通過反射和散射發(fā)射信號而逡逑產生多個傳播路徑。發(fā)送的信號沿多條路徑到達接收機，如圖２．２所示。逡逑ｖ？邐Ａ逡逑了逡逑Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ邋＼邐＾逡逑＼＾逡逑邐廣—＇邐Ｒｅｃｅｉｖｅｒ逡逑￣＾逡逑圖２．邋２多徑環(huán)境示意圖逡逑這些路徑具有不同的衰減特性，并為信號附加了不同的相移。多路徑分量以相逡逑長或抵消的方式在接收端疊加。換句話說，聯合信道響應由發(fā)送信號的多個復制品逡逑組成，并且接收器在某一時刻看到的有效信道由多徑分量如何相加來確定。由于相逡逑長或相消的加法對由波長尺度移動引起的小相移敏感，因此發(fā)射器或反射物體的逡逑１０逡逑

Ｕ）第一類零階修正的貝塞爾函數，多徑衰落因子辦取值范圍為［０，１］，通過調節(jié)其逡逑值可以靈活的描述弱散射環(huán)境信道的小尺度衰落。逡逑為了驗證及，模型相較于見ｄ訓模型的靈活性優(yōu)勢，如圖２．３所示，固定逡逑模型的和Ｐ邋＝邋Ｇ＿２，通過改變多徑衰落因子＃來觀察模型概率密度函數的變逡逑化，并與參數＆邋＝邋0．１和戶＝Ｇ－２的見ｃ／訓模型進行比較。逡逑１４逡逑

【參考文獻】

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相關碩士學位論文 前2條

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本文編號：2765083