室内高频宽带时变无线信道测量与建模

摘要

随着无线通信的蓬勃发展,人们对传输速率和传输质量提出了更高的要求,提高频谱的利用率和改善信道的传输性能逐渐成为在频谱资源有限的情况下无线通信研究的重要问题。信号在无线信道中传播时,遭受由移动台的运动引起的多普勒扩展效应等信道衰落的影响,这些影响使无线信道的传输特性比有线信道更为复杂。
　　作为移动通信的传输媒介,无线信道的衰落特性直接决定着移动通信的质量。为了在移动场景下更有效可靠地传输信息,必须明确无线信道的时变传输特性并对其进行建模。多普勒扩展是描述信道时变特性的信道参数,其受到多径传播和移动终端的移动速度影响。多普勒扩展对载波间隔、信道估计频率和数据帧的长度等系统参数有很大的影响。
　　本论文采用信道测量的方式对信道的时变特性进行研究。依据时变无线信道多径信道衰落特性中信道自相关函数和多普勒功率谱的关系,采用矢量网络分析仪设计了工作频率为6.0~6.40GHz、带宽为400MHz支持移动、长时间测量的测量平台,选取室内视距(LOS)和非视距(NLOS)测量环境设计了详细的测量方案,采用该平台在典型室内视距和非视距环境下进行了信道测量。利用测量所取得的大量数据计算了信道的自相关函数和多普勒功率谱,与Jakes信道模型进行比较,分析无线信道多普勒功率谱的在视距和非视距环境下的特性。采用高斯函数对多普勒功率谱进行建模,对模型参数进行提取和统计分析,实现了无线信道随机多普勒功率谱函数的生成方法,并给出采用生成的随机多普勒功率谱函数计算信道接收信号的方法。
　　信号在无线信道传输过程中由于小尺度衰落的影响,导致通信系统的性能下降,分析信道的多普勒功率谱特性可以对通信系统进行优化设计。本文的多普勒功率谱模型为未来无线通信系统的设计与评估提供支持。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 高频段的需求

1.4 本文的主要研究内容

第2章 无线信道传播特性

2.1 无线电波的传播机制

2.2 无线信道衰落特性

2.3 Jakes时变信道模型

2.4 本章小结

第3章 多普勒功率谱

3.1 角度功率谱

3.2 多径形状因子

3.3 角度功率谱与多普勒功率谱

3.4 本章小结

第4章 高频宽带时变信道测量

4.1信道测量平台

4.2测量环境

4.3信道测量方案

4.4 本章小结

第5章 多普勒功率谱建模与模型参数提取

5.1测量结果分析

5.2多普勒功率谱建模

5.3模型参数统计

5.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢