5G地面移动通信系统中电波传播若干问题

发布时间：2018-04-26 04:14

  本文选题：第5代移动通信 + 毫米波　； 参考：《西安电子科技大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文主要研究了5G地面移动通信系统中电波传播的问题,研究结果对5G开发和研究有一定的理论意义和实用价值。本文主要工作如下:分析了毫米波技术在第5代通信技术中的机遇地位,针对未来第5代移动通信可能采用的毫米波B-MIMO技术,讨论了其信道模型,基于该信道模型和未来第5代移动通信网络特点,总结了需要研究的关键电波传播问题。介绍了晴空大气和降雨环境中的毫米波衰减率和相移率计算理论模型,介绍了大气噪声分析理论模型。根据地面基站的高度一般小于100米、覆盖范围小于500m的特点,结合大气温度、湿度、压强的空间缓变特点以及降雨环境雨胞高度为3km-5km、水平范围为13km左右的特点,分析得出大气环境路径衰减中等效路径可以用几何路径代替的结论。给出了毫米波降雨环境特征衰减计算参数的修正方法,给出了20GHz-50GHz电磁波在西安地区的a_h、a_v和b_h、b_v值。讨论了毫米波穿透损耗问题,给出了穿透损耗理论计算模型及集中测量方法,针对部分介质开展了11GHz-18GHz电磁波的穿透损耗特性的测量工作。分析了树叶遮挡衰耗的研究现状,针对深秋季节的松树叶和梧桐树叶开展了11GHz-18GHz电磁波的遮挡损耗特性的测量工作。在研究传播特性的基础上,定义了B-MIMO信道的p值;研究了晴空状态下B-MIMO信道矩阵元素的确定方法;给出了考虑静态地形地物条件,B-MIMO信道p值的确定方法,以西安电子科技大学南校区家属区为例,利用文中给出的研究方案分析了p值的分布特性。给出了在已知p值和多径传播信息前提下,确定信道矩阵元素的理论方法;研究了沉降粒子对B-MIMO信道的影响,给出了考虑降雨环境影响时信道矩阵元素的确定方法。并且论证了降雨环境可以增加信道p值的正确性;从理论上给出了动态随机地物对p值及信道矩阵元素影响的研究方案。本文的研究结果对5G开发和研究有一定的理论意义和实用价值。
[Abstract]:In this paper, the problem of radio wave propagation in 5G terrestrial mobile communication system is studied, and the results are of theoretical significance and practical value for the development and research of 5G mobile communication system. The main work of this paper is as follows: the opportunity position of millimeter wave technology in the fifth generation communication technology is analyzed, and the channel model of millimeter wave B-MIMO technology which may be used in the fifth generation mobile communication in the future is discussed. Based on the channel model and the characteristics of the future 5th generation mobile communication network, the key radio wave propagation problems need to be studied are summarized. The theoretical model of millimeter wave attenuation rate and phase shift rate in clear air atmosphere and rainfall environment is introduced, and the theoretical model of atmospheric noise analysis is introduced. According to the characteristics of ground base station with a height of less than 100m and a coverage of less than 500m, combined with the characteristics of atmospheric temperature, humidity and pressure, and the characteristics of rain cell height of 3km-5km in rainfall environment, the horizontal range of Rain cell is about 13km. It is concluded that the equivalent path can be replaced by geometric path in atmospheric environmental path attenuation. A modified method for calculating the attenuation parameters of millimeter wave rainfall environment characteristics is given, and the values of 20GHz-50GHz electromagnetic wave in Xi'an area are given. In this paper, the problem of millimeter wave penetration loss is discussed, the theoretical calculation model and centralized measurement method are given, and the measurement work of 11GHz-18GHz electromagnetic wave penetration loss characteristic is carried out for some dielectric. Based on the analysis of the present situation of leaf shading loss, the 11GHz-18GHz electromagnetic wave shielding loss characteristics of pine leaves and sycamore leaves in late autumn season were measured. Based on the study of propagation characteristics, the p-value of B-MIMO channel is defined, the method of determining the matrix elements of B-MIMO channel in clear sky is studied, and the method of determining the p-value of B-MIMO channel considering the condition of static terrain is given. Taking the family area of South Campus of Xi'an University of Electronic Science and Technology as an example, the distribution characteristics of p value are analyzed by using the research scheme given in this paper. The theoretical method of determining channel matrix elements is given on the premise of known p value and multipath propagation information, the influence of settling particles on B-MIMO channel is studied, and the method of determining channel matrix elements considering the influence of rainfall environment is given. It is proved that rainfall environment can increase the p value of channel, and the research scheme of the influence of dynamic random ground objects on p value and channel matrix elements is given theoretically. The results of this paper have certain theoretical significance and practical value for the development and research of 5G.
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TN011

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本文编号：1804429