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电波传播特性对高速铁路通信系统的影响
| 论文题名： | 电波传播特性对高速铁路通信系统的影响 |
| 关键词： | 高速铁路;无线通信系统;电波传播特性;信道分析;误码率计算 |
| 摘要： | 随着科学技术的发展，科技产品不断改变着人们的生活方式，涉及民生、民用的无线通信大大的方便了人们的社交活动。无线通信的飞速发展，无线产品的不断涌现，使得无线传输质量称为人们日益关心的话题。 无线通信中电磁波的长距离传播机制对移动通信和环境研究都具有重要意义。电磁波的传播除了本身电磁波的特性外，环境因素也会对电磁波的特性产生巨大的影响。本文以麦克斯韦方程组为基础，从波动方程出发，经过缜密推导，研究总结了抛物方程的近似过程，并利用傅里叶算法求解了抛物方程的数值解，预测了电波信号在长距离传输下的场特性分布情况，并分析了复杂地形对于电磁波特性的影响。 本文选取了两种高速铁路的通信系统(GSM-R和TETRA系统)作为研究对象，着重分析两个通信系统在高速情况下的误码率特性。高速铁路的通信系统相对于传统的通信系统最大的不同在于列车与基站的高速相对运动，难点在于高速通信信道的分析。在对于通信信道的仿真过程中，利用等距法仿真实现了确定性高斯过程，分析了高速运动对于信号的影响，从而根据确定性高斯过程的特性，构建了莱斯、瑞利和多径过程。在误码率的计算过程中，本文独创的根据空间场强的分布情况，利用抛物方程法首先对空间场强进行计算，由此得出空间任一点的信号信噪比。根据信号信噪比与误码率的关系，得出了空间的误码率分布情况。在对GSM-R和 TETRA系统信号误码率进行分析时，根据本文构建的信道，分别对两种系统信号进行了不同列车运行速度、不同信号频率的误码率计算，分析得出了车速与信号频率对于误码率的影响。 本文估算了基于SPE的传播模型与Hata模型的信号损耗误差，分析了确定性高斯随机过程对于高速信号的影响，利用数学方法实现了莱斯、瑞利等多信道，并根据SPE传播模型估算了空间任一点处的信噪比，从而得出空间信号误码率与传播距离和海拔的关系。对GSM-R和TETRA通信系统信号进行了多信道的误码率分析，给出了GSM-R和 TETRA通信系统信号的误码率与车速、信号频率的特性。 |
| 作者： | 金锐 |
| 专业： | 无线电物理 |
| 导师： | 刘成国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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