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原文传递高速铁路场景无线信道特性研究

论文题名：	高速铁路场景无线信道特性研究
关键词：	高速铁路隧道;无线信道;移动通信系统;射线追踪;电波传播
摘要：	高速铁路场景无线信道所具有的快速衰落、时变、频率选择等特征，为设计性能优良的移动通信系统带来了极大的挑战，深入了解无线电波传播特性，对移动通信系统的设计、安装、网络规划非常重要。传统的经验模型已经不能满要求，基于几何光学原理的射线追踪法恰恰提供了一种准确预测电波传播的手段。射线追踪可以解析信道收、发两端所有可能的射线路径。接收端捕获到所有可能的传播路径之后，结合电磁波传播理论计算出相应射线的幅度、延迟等参数，同时考虑收发天线方向图的影响，最终得到接收端各射线路径电场强度的矢量合成结果。　　文中详细阐述了射线追踪理论，介绍了一种改进的射线追踪接收方法，详细分析了射线追踪流程及相关算法，包括发射射线的划分、反射射线追踪、绕射射线追踪、射线综合汇聚以及各步骤电磁波场强的计算方法。选取典型最高时速350km/h，CRTSⅠ型板式无仰拱式无砟轨道双线隧道和CRH-3型高速动车组为研究对象，综合考虑移动机车、隧道环境、收发天线的不同态势，对射线追踪算法所包含的基本物理构成单元进行了详细分析和建模，给出了适合射线追踪算法的空间数据结构。建立了列车通过隧道、物理场景灵活可变的射线追踪数学模型。　　针对建立的动态数学模型，仿真分析了高速动车组在典型高铁隧道场景中移动的信道特征参数。针对基站、移动台天线不同安装位置，得到了隧道中不同剖面的多径时延分布、多径多普勒频移分布图，给出了隧道中大尺度路径损耗、时延扩展、多普勒扩展、角度扩展等一系列具有工程实用价值的仿真结果。　　最后，简单介绍了用于采集数据的“无线信道特征参数采集系统”。
作者：	张昌海
专业：	通信与信息系统
导师：	杜永强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文