海上无线电波传播特性与信道建模研究

发布时间：2017-09-19 18:27

  本文关键词：海上无线电波传播特性与信道建模研究

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【摘要】：随着推进丝绸之路经济带、海上丝绸之路建设和加强海南省信息网络设施建设,着力建设有线、无线和卫星传输相结合的覆盖海南所辖海域的通信网络,提升南海领域的应急管理水平和信息服务能力,海洋通信技术,无线信道的建模对于现代移动通信技术的研发具有越来越重要的意义。海洋环境对无线电波传播影响的复杂性和多渔船之间通信的特殊性是设计海上无线通信系统时需要考虑的重要因素。本论文分析甚高频VHF和特高频UHF无线电波在海洋环境下的传播特点,从大尺度衰落和小尺度衰落两方面入手,介绍了海上信道模型的建模方法和分析方法,最终得出了适用于不同海上通信环境的理论的海上信道模型。 本文首先对海浪波动引起的船体晃动进行了三维建模,然后考虑地球曲率并结合晃动时天线角度改变引起的天线接收增益变化改进海上电波传播损耗模型。借助该模型仿真分析收发距离和载波频率变化时船体晃动对海上无线电波传输路径增益的影响程度。 然后,本文建立具有通用性的考虑了漫反射分量适用于不同海情级、不同频段的海面多径理论模型。在分析漫反射多径时通过引入有效漫反射区域概念并用分块的思想计算漫反射多径分量,给出了具体的计算过程和计算依据。而且利用地球曲率因子修正镜面反射系数改进镜面反射多径模型。 其次,仿真分析由临近船只和海面产生的镜面反射和漫散射引起的多径分量,综合镜面反射模型和漫反射模型,对理论上的海洋信道进行建模仿真,分析在不同初始条件下信道冲激响应曲线(CIR)的变化规律。 最后,得出了适用于不同海上通信环境(不同载波频率,不同通信距离,不同船只晃动形式,不同海情级),具有一定通用性的理论的海上信道模型。
【关键词】：海上通信 多径信道 漫散射 信道建模 功率时延谱
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U675.7;TN011
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1. 绪论8-12
• 1.1 研究目的与意义8-9
• 1.2 海上无线信道建模研究现状9-10
• 1.3 本论文主要研究内容及章节安排10-12
• 2. 考虑船只晃动的海上无线电波传播路径损耗研究12-23
• 2.1 海上电波传播环境12-13
• 2.2 考虑了地球曲率的双径模型13-15
• 2.3 考虑船只晃动的海上无线电波传播损耗模型15-18
• 2.3.1 船只晃动模型15-16
• 2.3.2 结合船只晃动的海上信道模型16-18
• 2.4 仿真分析18-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3. 考虑临近船只漫反射的海上电波传播特性及多径衰落信道建模23-28
• 3.1 海上无线多径信道概述23
• 3.2 考虑漫反射效应的无线电波传播多径衰落模型23-24
• 3.3 漫反射区域计算24-25
• 3.4 Matlab仿真分析25-27
• 3.5 本章小结27-28
• 4. 考虑海面漫反射的海上电波传播特性及多径衰落信道建模28-39
• 4.1 海上无线多径信道概述28-29
• 4.2 海上信道模型参数29-31
• 4.2.1 均方根波高29-30
• 4.2.2 海面粗糙度30
• 4.2.3 海水介电常数30
• 4.2.4 菲涅耳(Fresnel)反射系数30
• 4.2.5 镜面反射系数30-31
• 4.3 漫散射区域31-33
• 4.4 考虑海面漫反射的海上多径衰落信道建模33-35
• 4.4.1 镜面反射能量33
• 4.4.2 漫反射能量33-34
• 4.4.3 dA的选取34-35
• 4.5 仿真计算考虑海面漫反射的海上多径衰落信道模型35-38
• 4.5.1 分析载波频率对海上信道的影响36
• 4.5.2 分析收发距离对海上信道的影响36-37
• 4.5.3 分析海情级对海上信道的影响37-38
• 4.6 本章小结38-39
• 5. 总结与展望39-40
• 参考文献40-43
• 硕士期间发表的论文43-44
• 致谢44

【参考文献】

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本文编号：883234