煤矿井下MIMO信道模型及其特性研究

发布时间：2017-04-04 15:20

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【摘要】：随着国家对煤矿安全生产和灾后救援工作的重视程度不断加强,无线通信技术在煤矿井下的应用蓬勃发展。与其他无线通信技术相比,MIMO无线通信技术具有大容量、低误码率、抗多径等优势,可以很好的满足井下无线通信系统对通信质量的要求。MIMO的诸多优势与MIMO的信道特性息息相关,在不同的传输环境中,MIMO信道特性差异较大。因此,了解和掌握不同传输环境中的MIMO信道特性,建立一个与传输环境相符合的MIMO信道模型对MIMO技术的实际应用至关重要。本文在分析当前MIMO主要建模方法的基础上,重点研究了基于射线跟踪法的镜像法原理,利用镜像法建立煤矿井下巷道MIMO信道模型。假设散射体均匀分布,界定最高反射次数为3次,详细分析了应用镜像法如何求解镜像点和有效镜像点的确定方法。在此基础上,确立了有效的射线传输路径,引入帐篷定律和费马定理计算路径长度和模型参数,建立了煤矿井下MIMO信道模型。分析了MIMO信道的空时相关系数和Rice因子K对相关系数的影响,验证了MIMO技术可以有效的利用井下的多径效应来提高自身的系统性能。对镜像法所建模型的信道容量归一化处理,给出了归一化系数和归一化后的信道容量表达式;仿真分析了信道容量的累计概率分布,验证了所建模型的合理性。最后仿真分析了电磁波的传输频率和收发天线之间的距离对信号场强产生的影响,通过与实测场强比较得出本文所建立的煤矿井下MIMO信道模型在近场区比远场区更加精确。
【关键词】：矿井无线通信 MIMO 射线跟踪法 信道模型
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD65;TN919.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 变量注释表13-14
• 1 绪论14-19
• 1.1 研究背景和意义14-15
• 1.2 MIMO研究概况15-17
• 1.3 本文的研究内容和结构17-19
• 2 无线信道特性及煤矿井下无线通信系统19-28
• 2.1 无线信道概述19-24
• 2.2 煤矿井下无线通信特性分析24-25
• 2.3 矿井无线通信系统分析25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 MIMO无线信道模型及容量分析28-37
• 3.1 MIMO信道模型28-29
• 3.2 信道容量29-31
• 3.3 MIMO信道容量仿真分析31-33
• 3.4 MIMO系统误码率分析33-34
• 3.5 MIMO信道建模方法分析34-36
• 3.6 本章小结36-37
• 4 煤矿井下MIMO信道建模研究37-53
• 4.1 射线跟踪法概述37-39
• 4.2 镜像法建立井下MIMO信道模型39-51
• 4.3 模型建立51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 煤矿井下MIMO信道模型仿真分析53-61
• 5.1 空时相关系数分析53-56
• 5.2 信道容量仿真分析56-58
• 5.3 场强仿真分析58-60
• 5.4 总结60-61
• 6 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 作者简历67-69
• 学位论文数据集69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：285733