室内热点高容量场景下的28GHz毫米波传播特性建模研究

发布时间：2020-08-13 18:54

【摘要】：在研发5G候选技术的浪潮中,全球移动通信行业对5G的应用场景逐步形成了统一的标准。增强型移动宽带是ITU确定的未来5G三大应用场景之一。而热点高容量场景是我国IMT-2020(5G)推进组依据网络功能需求对其进一步细分的场景,包括高铁候车厅、体育馆、商场等。此场景下移动通信基站和无线接收端接入点会相互干扰,导致空间复用能力和吞吐量急剧下降。因此研究带宽丰富的毫米波频段迫在眉睫,28GHz毫米波在FCC提出的未来5G通信频段范围内,适合在热点高容量场景中使用,行业对其的信道测量和建模研究却相对匮乏。本文对室内热点高容量场景展开28GHz毫米波频段仿真与实测信道特性研究,在精确新一代无线通信信道模型方面提供了理论参考支撑。本文主要研究内容及贡献如下:(1)本文首先概述了毫米波的研究现状、热点频段、基本特性以及信道传播参数。(2)简要介绍了入射及反弹射线法/镜像法和实测系统,重点阐述了SAGE算法划分参数子集、设定初始值、E步骤、M步骤等四个实现过程及其计算机实现流程。(3)大型商场环境的正确性验证:基于SBR/Image方法在大型商场环境进行仿真,仿真结果与已知文献中的实测数据进行对比,一致性良好。(4)高铁候车厅环境的实测分析:本文在青岛某高铁候车厅开展了28GHz毫米波的信道测量和传播特性分析,完善了室内热点高容量场景的28GHz频段信道模型的参数化。(5)大型体育馆的仿真分析:针对大型体育馆环境进行了28GHz频段毫米波传播特性仿真分析,分别比较了视距和非视距情况下,计算深度、频段以及材质不同时接收功率及均方根时延参数的差异。(6)大学食堂的仿真分析:仿真分析了某大学食堂环境中28GHz频段毫米波传播特性,讨论了垂直极化和水平极化以及粗糙度的不同给仿真环境信道分析带来的不同影响。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【图文】：

大气吸收,电波传播,频段

图 2.1 不同频段电波传播的大气吸收衰减在自由空间的传输损耗传输损耗主要由自由空间损失来解释。无线工程师普遍的误解是频率，所以较高频率的传播不如低频。造成这种误解的原因是无的基本假设，即路径损耗是在两个各向同性天线或λ/2偶极子之间效孔径面积随着波长而增加（随着载波频率而降低）。具有较大孔更大的增益，因为它捕获来自无线电波的更多能量。但是，如果天线封装到同一个区域。对于相同的天线孔径面积，较短的波长（耗方面与较长的波长（较低的频率）相比不应该具有任何固有的非常的短。另外，大量的天线使得发射机和接收机的波束成形具面积保持不变，则 80GHz 的波束将比 2.4GHz 的波束具有大约 30

波前,锥形,射线,管内

图 3.3 分割完成的波前球点能不能落在锥形射线管内及其延长。是一个锥形射线管，在它的 3 个点，不仅组成了一个关键来快速判收的角、、。给予其关即夹角、、之和为 180°，就判贡献[63]。

示意图,测量仪器,示意图,测量方案

图 3.6 测量仪器系统示意图测量方法简介先针对测量场地的实际情况修改之前规划好的测量方案，比如发射机、接收机的实际置，测试点的预先标记，以及人员的调动与配合等。同时还需对实测环境进行详细的为日后的实测数据分析工作以及仿真工作做好铺垫。次实测依托中国电波传播研究所提供的 8 通道信道探测平台，测量场景涵盖 LOS 和场景。发射端使用全向天线，接收端使用 8 单元均匀线性阵列贴片天线（ULA-8），转水平面旋转电机，接收天线实物如图 3.7 所示。将接收端 ULA-8 天线水平放置，分别 0°、90°、180°、270°测量，测量方案示意图如图 3.8 所示.

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