地下隧道寬帶無線信道傳播特性的研究.pdf

1、隨著我國城市化步伐加快，城市規(guī)模逐步擴大，地下軌道交通作為城市中便捷便利的公共交通，發(fā)揮著越來越重要的作用。與經(jīng)濟發(fā)達國家相比，我國的地下軌道交通建設(shè)正處于高速發(fā)展時期，其所帶來的安全和通信需求也在急劇擴大。因此，建立高效可靠的地下隧道通信系統(tǒng)對提高列車的安全行駛、保障乘客乘車安全以及提供通信信息服務(wù)起著十分重要的作用。研究無線信道特性是設(shè)計和優(yōu)化通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因此需要研究地下隧道中寬帶無線信道的傳播特性。論文研究了地下隧道無線電波傳

2、播特征以及MIMO信道特性。為了探索在地下隧道中影響信道特性的因素，以及在該空間內(nèi)使用MIMO技術(shù)的可行性和相關(guān)影響因素，本文采用射線跟蹤法對地下隧道無線信道進行建模和分析，其主要工作和創(chuàng)新包括:
　　1.在基于射線跟蹤法建模的基礎(chǔ)上，深入分析了地下隧道無線信道的大尺度和小尺度衰落特征，為地下隧道通信系統(tǒng)設(shè)計與評估提供初步參考。
　　在大尺度衰落的仿真與分析中得到如下結(jié)論:路損隨著頻率的提高而增大;收發(fā)機放置于接近水平中心位

3、置時，路損越小;斷面面積與路損斜率呈正比關(guān)系，由此可以根據(jù)隧道斷面面積選擇接入點的間距;隧道斷面越接近圓形，電波傳播路損越小;并且，越接近圓形的斷面，其極化交叉率越小，越有利于極化分集。在小尺度衰落的仿真與分析中，給出了可供參考的矩形地下隧道環(huán)境中的RMS時延擴展。
　　2.建立了地下隧道MIMO信道仿真模型，并基于該模型，從多個角度分析了天線相關(guān)性和容量性能，為未來地下隧道MIMO技術(shù)的應(yīng)用提供研究基礎(chǔ)。
　　在地下隧道M

4、IMO天線相關(guān)性研究中得出的結(jié)論:三種發(fā)射天線放置方式（四角放置、水平放置、垂直放置）中，水平放置是最利于優(yōu)化系統(tǒng)性能的;陣列天線單元距離越大，天線相關(guān)性越低。而相關(guān)性是決定信道容量的因素之一，相關(guān)性越高容量越小，相關(guān)性越低容量越大，這也體現(xiàn)在信道容量的分析中。
　　分析不同因素對地下隧道MIMO信道容量的影響，得到結(jié)論如下:垂直放置時，天線相關(guān)性較高，信道容量較小;而水平放置時，天線相關(guān)性較低，信道容量較大;隨著陣列天線單元距離