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高速铁路环境下无线信道特性与建模研究
| 论文题名： | 高速铁路环境下无线信道特性与建模研究 |
| 关键词： | 高速铁路;无线信道;衰落特性;仿真分析 |
| 摘要： | 近年来，随着我国高速铁路的快速发展，铁路信息化的需求越来越强烈。一方面，列车运行状态和安全监控等信息需要实时传输到地面站，保证对列车的实时动态跟踪;另一方面，以旅客为应用主体的多媒体信息，也需要在车地之间及时传输，旅客移动通信业务在整个车地通信传输中的比重也越来越大。旅客移动通信业务主要包括移动电话、移动电视、移动互联网宽带接入等，现有的铁路移动通信系统已不能满足当前的这些通信需求，也无法适应未来高速铁路宽带移动通信的发展，因此，高速铁路环境下的宽带接入技术研究具有重要意义。信道建模与特性分析是通信系统设计与实施的基础，准确的信道模型是研究高速铁路宽带无线接入的前提条件。 本文首先介绍了无线信道的大尺度衰落和小尺度衰落特性，分析了高速铁路无线信道建模的特殊性。其次，在简要介绍MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)信道模型分类和典型MIMO信道模型的基础上，给出了基于几何的无线信道建模原理。最后，本文基于椭圆散射模型进行了以下工作: (1)基于椭圆散射模型的MIMO信道模型:本文给出了基于单椭圆的一次散射MIMO信道模型，在计算其复信道响应的基础上，推导了模型的空-时互相关函数、时域自相关函数以及空间域互相关函数等统计特性，并进行了仿真分析; (2)基于椭圆散射模型的高速铁路MIMO信道模型:在引入时变参考系的基础上，本文将单椭圆的MIMO信道模型扩展为高速铁路环境下的多椭圆MIMO信道模型，类似的，在计算其复信道响应的基础上，推导了模型的时域自相关函数和空间域互相关函数，并进行了仿真分析。仿真结果充分说明了高速铁路MIMO无线信道的非平稳特性。 本文的主要创新之处:(1)在基于椭圆散射模型的MIMO信道模型中，重点分析一次散射条件下离开角和到达角的数学关系，从而将模型相关函数转化为到达角的函数;(2)在基于椭圆散射模型的高速铁路MIMO信道模型中，通过引入时变参考系，更加准确的刻画了列车与基站间的距离变化，从而更好的建模了列车运动对信道模型的时变影响。 |
| 作者： | 刘旭 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 赵军辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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