工业物联网宽带信道测量和衰落特性研究

发布时间：2020-12-14 08:13

　　随着工业化与信息化的深度融合,工业生产各个环节的互联互通逐渐成为可能,工业物联网（Industrial Internet of Things,IIoT）应运而生。物联网能够极大限度地提高工业生产的效率以及可靠性,是未来制造业发展的重要趋势。作为工业物联网的关键技术之一,无线通信技术为搭建信息化、智能化的生产管理和控制网络提供了解决方案,但目前工业无线通信的可靠性、延时性和网络容量等指标尚未完全满足工业物联网的发展需求,这无疑会给智能化制造带来风险和挑战。由于无线通信系统的传输速率、系统容量和传输质量都要受到无线信道特性的制约,因此有必要对工业环境下无线信道的特性展开研究,只有在充分掌握信道特性后,才能采取与之相适应的物理层技术,实现合理的通信系统设计,使无线通信技术更好地支撑工业物联网的发展。本文对某汽车厂焊接车间环境下的宽带信道展开了测量,并结合实测数据进行理论分析,探讨了工厂不同频点、不同场景下无线信道的传播特性。首先,本文回顾了国内外关于工业环境下无线信道的相关研究进展,介绍了无线通信的基本信道特性。然后,根据研究需要,对工厂环境下无线信道测量设备、信道冲激响应的提取方法以及信道... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１无线电波主要传播方式??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?Ｍａｉｎ?Ｒａｄｉｏ?Ｗａｖｅ?Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ?Ｍｏｄｅ??

需求分析?＋?测量方案?一？展开测量??系统性能评估—?信道建模?＾—?数据处理和分析??图２－２工业物联网环境无线信道建模流程??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ＩＩｏＴ?Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ?Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?Ｃｈａｎｎｅｌ?Ｍｏｄｅｌｉｎｇ?Ｐｒｏｃｅｓｓ??２．２．１测量系统的介绍??本文为获得真实的工业物联网场景下的原始测试数据，对某汽车厂焊接车间??展开无线信道测量，搭建的测量系统主要包括激励信号源（矢量信号发射器、功??率放大器）、铷原子时钟同步和频谱分析仪三部分。如图２－３所示为测量系统的硬??件平台。发射端采用的激励信号源是罗德施瓦茨公司的ＳＭＢＶ１００Ａ矢量信号发射??器，最大输出功率为２５ｄＢｍ，这为信号在距离较远和严重金属设备反射环境提供??了有效功率的保证。在进行无线信道测量时，采用多载波信号作为探测信号；接??收端用频谱仪作为数据采集端接收并采集信号，选用的是安捷伦Ｎ９０３０Ｂ型频谱仪??作为接收机，可以实时显示观察信号动态；在发射端和接收端两端之间各采用一??个铷原子钟，来确保测量的收发两端频率的一致性。下面将结合硬件系统设备和??测量原理对发射端、接收端以及时钟同步单元进行详细的说明??碰?Ｉ?Ｉ双锥天线１?丨双锥天线Ｉ?＇?

本文为获得真实的工业物联网场景下的原始测试数据，对某汽车厂焊接车间??展开无线信道测量，搭建的测量系统主要包括激励信号源（矢量信号发射器、功??率放大器）、铷原子时钟同步和频谱分析仪三部分。如图２－３所示为测量系统的硬??件平台。发射端采用的激励信号源是罗德施瓦茨公司的ＳＭＢＶ１００Ａ矢量信号发射??器，最大输出功率为２５ｄＢｍ，这为信号在距离较远和严重金属设备反射环境提供??了有效功率的保证。在进行无线信道测量时，采用多载波信号作为探测信号；接??收端用频谱仪作为数据采集端接收并采集信号，选用的是安捷伦Ｎ９０３０Ｂ型频谱仪??作为接收机，可以实时显示观察信号动态；在发射端和接收端两端之间各采用一??个铷原子钟，来确保测量的收发两端频率的一致性。下面将结合硬件系统设备和??测量原理对发射端、接收端以及时钟同步单元进行详细的说明??碰?Ｉ?Ｉ双锥天线１?丨双锥天线Ｉ?＇?，??——￣１?丨铷钟丨??丨－＿＿??Ｉ激励信号源丨?Ｉ频谱仪Ｉ??图２－３测量系统硬件平台??Ｆｉｇ．?２－３?Ｈａｒｄｗａｒｅ?Ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｏｆ?Ｃｈａｒｎｅｌ?Ｓｏｕｎｄｉｎｇ?Ｓｙｓｔｅｍ??如图２－４所示为对应的工业物联网的信道测量系统原理框图。在发射端，首先??把ＳＭＢＶ１００Ａ矢量信号发射器设定好测量所需的频点、采样速率、发射功率等相??２２??


本文编号：2916123