室内短距离无线环境5.8 GHz频段传播特性研究

在室内办公室环境中,测量了5.8 GHz频段的短距离无线传播特性.基于大量的实测数据,利用线性回归建立路径损耗模型并得到阴影效应的统计特性.通过对测量频率响应傅里叶反变换得到冲激响应的功率延迟谱,得到时域均方根时延扩展的统计特性.进一步建立均方根时延扩展和频率相干带宽的经验指数反比关系表达式,并分析时延扩展与阴影效应之间的负相关性.上述研究结果可为“物联网”末端无线传感网中的节点布置、功率控制、射频识别等设计工作提供理论和实践依据.     

一种在NLOS环境下提高精度的TDOA定位方法

根据NLOS传播环境下附加传播时延和均方根时延扩展的统计特性,对NLOS误差的均值和方差进行了估计,并对TDOA(到达时间差)的测量值和方差进行了修正,在一定程度上消除了NLOS误差的影响。采用Chan算法对移动台(MS)位置进行定位。仿真结果表明,该方法能够提高Chan算法在NLOS传播环境下的定位精度。     

矩形隧道中电波传播特性预测

电波传播特性预测是无线电系统设计的基础,其中路径损耗特性关系到系统覆盖范围,决定系统布局,时延特性决定数字通信系统的最大数据传输速率.提出一种预测矩形隧道中电波传播特性的方法,该方法可以通过几何光学原理精确地计算出由发射天线到达接收天线的电波主要路径,避免了复杂度很高的射线跟踪过程,使传统预测方法的计算复杂度大大降低.仿真结果表明：该模型对电波传播的路径损耗预测精度不低于传统的射线跟踪方法;隧道环境中收发天线相距越近,其接收的多径信号的平均时延扩散与均方根（root mean square, RMS）时延扩散越大;隧道截面积越大,其接收的多径信号的平均时延扩散与RMS时延扩散越大.     

频率与极化方式对室内太赫兹信道参数的影响

介绍了太赫兹波段室内环境下的多路径传播信道模型,分析了视距传输时的自由空间损耗和大气分子吸收损耗以及非视距传输时的镜面反射损耗.针对常见的教室场景,使用射线追踪法对室内信道进行分析,发射器(Tx)位于房间的正中央,对于选定位置的接收器(Rx),绘制了不同频率、不同极化方式下的功率时延图和功率角分布图,并根据功率时延图计算莱斯K因子和均方根时延扩展,根据功率角分布图计算角度扩展,得到Rx的均方根时延扩展、莱斯K因子、角度扩展等信道参数.研究表明:每个位置的Rx都存在多个空间可分辨的路径,随着太赫兹频率的提高,均方根时延扩展、角度扩展变小,莱斯K因子增大.通过对不同极化方式的分析可知,在0.1～1.0 THz时,垂直极化波的路径损耗、莱斯K因子小于水平极化波,但均方根时延扩展、角度扩展大于水平极化波.     

5.8 GHz室外环境传播特性分析

为了给下一代无线通信系统(B3G:eyond 3G)参数设计提供参考以及为算法仿真提供信道建模,针对国内城市室外环境不同的传播场景,在5.8 GHz频段和20 MHz信道带宽的测量条件下,进行了室外信道测量和研究.根据测量数据统计分析,.8 GHz频段路径损耗指数在视距通信(LOS:ine of Sight)时为2.53,在非视距通信(NLOS:o Line of Sight)时为3.3～3.8;同时,对COST231-WI路径损耗模型进行了修正,考虑到阴影衰落的影响,修正后的模型能较准确地预测接收功率,为系统覆盖范围预测提供参考.均方根时延扩展(Root Mean Square Delay Spread)的累积概率为0.9时,在0.5～0.8μs之间变化.均方根角度扩展(RMS Azimuth Spread)主要由发射天线位置和传播环境决定.     

一种改进的减小NLOS影响的定位算法

根据蜂窝网络中非视距(NLOS)传播时延服从指数分布的统计特性,在视距重构/平滑算法的基础上,提出了一种改进的减小NLOS影响的定位方法.该方法首先根据NLOS传播时延的统计特性,估计NLOS传播时延的均值和方差;然后对到达时间差(TDOA)测量值进行修正,进而估计移动台(MS)位置;最后对不同时刻估计的移动台位置进行加权处理,进一步减小NLOS的影响.仿真结果证明该方法能够有效提高定位算法的定位精度.     

城市水泥下垫面／郊区下垫面湍流统计特征分析

为探讨城市水泥下垫面和郊区下垫面上的无量纲速度方差及温度方差与稳定度的关系,对2006年2月18日至3月10日南京市委党校楼顶和南京大学浦口校区观测站三层高度上的湍流资料的统计特征进行了对比分析,发现在不稳定层结下,城市水泥下垫面上的无量纲水平速度方差σu/u*和垂直速度方差σw/u*比郊区下垫面小,两者随稳定度z/L的变化基本符合1/3次律,但不能直接用Panofsky等提出的乡村下垫面条件下的经验关系式来表示。城市水泥下垫面上的无量纲温度方差σT/T*大于郊区下垫面。同时,在郊区30m高度附近的无量纲水平速度方差σu/u*和垂直速度方差σw/u*满足1/3次律,2m高度则不满足1/3次律。40m以下高度σT/T*与-z/L之间满足-1/3次律。     

高斯型地面的宽带电磁波透射特性的研究

实际的地面由高斯型粗糙面来模拟,采用土壤的四成分模型实现其等效介电常数的计算,运用微扰法研究了一维高斯型粗糙地面的宽带电磁波透射特性,通过数值计算得到了宽带透射系数随入射波波长的变化曲线,并给出了详细的分析,确立了透射系数与地面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度和温度之间的依赖关系,结果表明,高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度对透射系数的影响较大,而土壤温度对透射系数的影响较小。     

5.8 GHz室外环境传播特性分析

为了给下一代无线通信系统(B3G:Beyond 3G)参数设计提供参考以及为算法仿真提供信道建模,针对国内城市室外环境不同的传播场景,在58 GHz频段和20 MHz信道带宽的测量条件下,进行了室外信道测量和研究。根据测量数据统计分析,58 GHz频段路径损耗指数在视距通信(LOS:Line of Sight)时为253,在非视距通信(NLOS:No Line of Sight)时为33～38;同时,对COST231-WI路径损耗模型进行了修正,考虑到阴影衰落的影响,修正后的模型能较准确地预测接收功率,为系统覆盖范围预测提供参考。均方根时延扩展(Root Mean Square Delay Spread)的累积概率为09时,在05～08 μs之间变化。均方根角度扩展(RMS Azimuth Spread)主要由发射天线位置和传播环境决定。     

基于信道测量的3～6GHz城市环境传播特性研究

3.35 GHz、4.9 GHz和5.4 GHz是我国5 G移动通信系统的候选频段,目前这些频段在城市宏小区场景下的无线信道特性研究较为少见。文中在西安高陵区典型室外宏小区环境下对上述候选频段进行了信道测量和建模分析。结合安捷伦E4438C信号源和泰克RSA 6114实时频谱仪,设计搭建了基于扩频相关法的信道探测系统,提取分析得到了视距和非视距环境下各频段的路径损耗模型和均方根时延扩展。实测结果表明,3.35 GHz、4.9 GHz和5.4 GHz的路损指数与城市环境典型值吻合较好,通过与ITU M.2135模型对比,发现实测模型与ITU M.2135的非视距模型基本吻合,与视距模型存在差异性。各频段的均方根时延扩展均较好地服从Log-Normal分布。该研究为5 G关键技术性能评估,以及室外无线通信网络的规划和优化提供了理论基础。     

基于测量的大规模多天线无线信道时间色散特性分析

大规模多天线系统可以利用空间分集技术进一步挖掘空间域增益,从而大幅度提升无线通信系统能量效率和功率效率.真实可靠的信道模型是无线通信系统设计和实践的基础.本文基于大规模多天线系统的真实测量,研究了大规模多天线无线信道的时间色散特性,并对比了1.472 5GHz和4.45GHz两个中心工作频点下无线信道的多径时延功率分布、均方根时延和相干带宽等测量结果.结果证明:传统通信系统中广泛接受的平稳非相关散射的理论假设不成立,在大规模多天线系统中多径衰落呈现一定的相关性.     

废墟环境2.4GHz无线信道测量与时延扩展研究

利用手机WiFi信号对震后被困人员进行定位是灾后搜救的重要手段之一,但定位精度依赖废墟环境无线信道模型的精确性,目前国内尚缺乏废墟环境下WiFi信号传播的信道模型。相对于典型通信环境,震后废墟中信号传播环境更为复杂,多径效应更为明显,将会严重影响信道的时延扩展。在对北川灾后废墟环境下2.4 GHz WiFi通信频段信道进行频域测量的基础上,对数据进行预处理,并计算平均附加时延和RMS时延扩展参数。基于概率密度函数分析了均方根(root mean square,RMS)时延扩展的分布规律,并根据Kolmogorov-Smirnov,Chi-square和Anderson-Darling 3种法则进行拟合优度检验,得出RMS时延扩展服从正态分布。进一步分析得出平均附加时延和RMS时延扩展呈线性关系,实测得到的信道时延扩展参数可为基于手机WiFi定位的灾后人员搜救系统的设计提供有效参考。     

Measurements and analysis at 400 MHz and 2600 MHz in corridor radio channel

A propagation measurement campaign was performed at the 10 th floor corridor of Xingjian Building, Shanghai University, China.The channel was sounded by pseudo noise (PN) sequence at carrier frequencies of 400-and 2600-MHz respectively .In order to obtain large scale and small scale propagation characteristics in the corridor , the receiver was moved along the corridor every 1 .02 me-ter to record the impulse response .More than 280 ,000 impulse responses were recorded in the cam-paign .This work first describes the principle of the measurement , and then how the recorded raw data are processed .The results show that path loss exponent is related to frequency .The relationship between the root-mean squared ( RMS ) delay spread and the T-R separation distance is analyzed . The RMS delay spread and the mean excess delay spread against path loss are also given , which ex-plain why the 2600MHz RMS delay spread is larger than that of 400MHz.     

低仰角动态环境下高空平台站通信信道的衰落特性研究

在分析了高空平台站通信系统的覆盖特性、链路损耗特性与降雨衰减特性的基础上,针对低仰角动态环境下的信道特性,根据传播散射理论,通过引入阴影系数A,建立了一个包含“好状态”和“坏状态”的混合状态衰落统计模型,而且在“坏状态”下根据阴影遮蔽的程度又分为两种情形。针对不同状态得到了模型的一阶和高阶统计特性,并通过实测数据进行验证,发现两者吻合良好。证明该模型可用于高空平台站通信电波传播特性的分析、调制及编码方案的优化和通信系统性能仿真等方面的研究。     

滚降系数对自适应QAM的抗时延扩展性能和频谱效率的影响

在多径衰落信道中研究了自适应正交幅度调制(AQAM)的抗时延扩展性能和频谱效率,系统的接收-发送合成滤波器具有升余弦频谱.在平均误比特率受限的情况下,分析了平均bits-per-symbol和平均误比特率与归一化rms时延扩展(rms时延扩展与符号周期之比)的关系.计算结果显示:当滚降系数增大时,AQAM所能应对的最大归一化rms时延扩展也随之增大,由此证明AQAM的抗时延扩展性能随滚降系数的增大而改善.平均频谱效率可视为3个参数的函数,即滚降系数、归一化rms时延扩展及发送信号能量与噪声之比.分析结果表明,当滚降系数增大时,平均频谱效率的变化是不确定的,具体情况取决于另外2个参数.     

多径衰落和多用户干扰下的CDMA并行捕获研究

文章针对移动通信环境中存在的多径衰落和多用户干扰问题,研究了基于并行相关累加器结构的ＣＤＭＡ同步捕获方法,给出了多径衰落信道的数学模型和同步捕获系统模型,采用状态转移函数导出平均捕获时间计算公式,在综合考虑多径衰落,扩频序列自相关,多用户干扰和背景噪声的基础上,详细分析检测器判决变量的统计分布及对系统性能的影响。     

衰落相关对分布式MIMO信道容量的影响

提出了一种分布式MIMO信道模型,其中包含了路径损耗、相关阴影衰落与相关小尺度衰落,并通过Monte Carlo仿真,比较分析了相关小尺度衰落和相关阴影衰落对分布式MIMO信道容量的影响,并研究了空间阴影衰落相关条件下分布式MIMO信道容量空间分布的特点.仿真实验结果表明,提出的分布式MIMO信道模型能够有效降低小尺度衰落相关性和阴影衰落相关性的影响.图7,参11.     

移动通信衰落信道的建模与仿真

在分析移动通信信道的多普勒扩展、平坦衰落和频率选择性衰落的基础上,将有限个等频率间隔的随机相位谐波信号叠加,设计了移动通信系统的Rician信道确知仿真模型;通过选择不同滤波器结构和参数将高斯白噪声转化为多种有色高斯随机过程,设计了移动通信系统的Rician信道随机仿真模型.基于最小均方误差(MMSE)准则推导了任意信号功率谱条件下的信道模型参数,利用Matlab编程实现了移动通信衰落信道实验系统.仿真实验表明,提出的2种信道模型较好地反映了移动通信衰落信道的主要特征且实现简单,尤其是谐波数为8的确知仿真信道参数已经接近理论值,适用于多种移动通信系统的理论研究和信道仿真.     

A novel OFDM transmission scheme with length-adaptive Cyclic Prefix

Conventional OFDM transmission system uses a fixed-length Cyclic Prefix to counteract Inter-Symbol Interferences (ISI) caused by channel delay spreading under wireless mobile environment. This may cause considerable performance deterioration when the CP length is less than the channel RMS delay spread, or may decrease the system power and spectrum efficiency when it is much larger. A novel OFDM transmission scheme is proposed in this paper to adapt the CP length to the variation of channel delay spread. AOFDM-VCPL utilizes the preamble or pilot sub-carriers of each OFDM packet to estimate the channel RMS delay spread; and then uses a criterion to calculate the CP length , which finally affects the OFDM transmitter. As illustrated in the simulation section, by deploying this scheme in a typical wireless environment, the system can transmit at data rate 11.5 Mb/s higher than conventional non-adaptive system while gaining a 0.65 dB power saving at the same BER performance.