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海洋石油平台环境下的超宽带信道建模
| 论文题名： | 海洋石油平台环境下的超宽带信道建模 |
| 关键词： | UWB信号;信道测量;S-V模型;路径损耗;小尺度衰落;海洋石油平台;矢量网络分析仪 |
| 摘要： | 在石油石化行业，由于生产地分散，生产环境复杂，设备之间宜采用无线传感器进行数据通信。超宽带技术具有高速率、低功耗、高安全性等特点，将其运用到传感器网络的物理链路可极大地提高网络性能。而对UWB系统的研究必须先研究UWB信号传播和信道特性，建立合理的超宽带信道模型，由于UWB模型与环境相关，故需要在应用环境下进行实际测量，并逶过对测量数据进行分析计算，得到所需的信道模型与参数。 本课题对海洋平台环境（OffshoreOilPlatformEnvironment，OOPE）下的UWB（OOPE-UWB）信道进行建模，在3-10GHZ范围内使用矢量网络分析仪（VectorNetworkAnalyzer，VNA）对视距与非视距环境下UWB信道进行频域测量。用Matlab对VNA的测量数据进行处理，得到信道冲击响应和功率延迟分布。功率延迟分布表明，海洋平台环境下的UWB信道在距离较大的非视距情况下，最强径出现在第一径几十ns后，呈现混合指数衰减，且多径明显成簇。先根据回归线斜率划分簇，再进行大尺度建模和小尺度建模。在大尺度建模时，利用最小二乘法拟合得到距离衰减模型。在小尺度建模时，基于S-V模型讨论多径到达率、多径功率衰减常数，并对S-V模型进行修正：实测数据表明，簇内径功率衰减常数并菲对所有簇都相同，而是与时延呈线性关系；每簇的最强径不能很好的拟合指数衰减，而每簇的前50bin能量总和满足指数衰减。小尺度衰落满足m-Nakagami分布，利用m参数估计器计算得到m值，根据m参数的频率直方图，发现m主要分布在0.8-1.1之间。同时，根据信道冲击响应求取信道平均附加时延、RMS均方根时延和多径分量数目的取值范围。最后基于建立的模型，得到UWB信道的冲激响应，并计算信道特征参数。结果表明，通过模型得到的信道参数与实测特征参数的范围基本一致，多径衰落特性与实际测量所得的统计特性相符，由此证明了数据处理的正确性及模型的合理性。 |
| 作者： | 孟娟 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 索红光;洪利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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