高频段大带宽信道传播特性与建模研究

发布时间：2017-09-09 12:36

  本文关键词：高频段大带宽信道传播特性与建模研究

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【摘要】：为了满足未来移动通信数据流量的显著增长、海量设备的无线接入、不断涌现的各种新业务和应用场景,第五代移动通信系统(5G)近年来已被提出。而为了应对5G的容量增长,占用更多的频谱资源是途径之一。但由于6GHz以下频谱资源的枯竭,使用更高的频段、更大带宽的5G系统引起越来越多的关注。 无线通信系统的信道测量与建模是系统设计、传输技术研究和设备性能测试的基础。为此,本文从未来5G的需求出发,以移动通信系统电波传播理论为背景,按照实际测量与理论分析相结合的研究路线,对高频段大带宽的无线信道传播特性展开研究工作。主要工作包括以下两个方面： (1)搭建中心频率为28GHz,带宽为1GHz的无线信道测量平台。第一,本文对现有主流的无线信道测量平台进行了分析与总结。介绍了高频段下来自NI, Agilent和WASIMO三家公司的测量平台搭建方案。它们均为时域测量平台,在时域测量无线信道,是基于分立仪表和元件搭建的信道测量平台。第二,总结了基于矢量网络分析仪搭建的频域测量平台,给出了面向本文研究所搭建使用的信道测量平台,其中心频率为28GHz,带宽为1GHz。它主要由矢量网络分析仪、功率放大器、低噪放、喇叭天线构成,最大可测距离为30米,用于室内测量。 (2)对室内场景的信道传播特性进行测量、分析与建模。第一,基于(1)中的搭建的测量平台,本文介绍了5个重要信道传播特性的定义及分析方法,包括功率时延谱,功率角度谱,路径损耗,时延参数和穿透损耗。第二,详细介绍了本文针对上述传播特性所开展的室内测量的测量场景及测量方法。本文共在北京邮电大学四个场景下设置了5个发射站址,101个接收站址。第三,对相关信道传播特性进行分析与建模。分析结果显示,传播特性与信道的物理环境有着很强的相关性：路损指数在大厅、办公室和走廊场景下依次是22、1.8和1.2,额外损耗为5-10dB；室内场景下的时延均方根扩展服从正态分布,均值为50ns左右,该值随着场景规模扩大而增大；尽管直射分量在传输中占据主导地位,但是从功率时延谱与功率角度谱的分析结果可以发现,在室内环境下有着丰富的多径分量；玻璃(15mmm)的穿透损耗较小,仅为3dB左右,这表明电波较容易穿透此类材质。最后,论文给出了大尺度衰落模型,并且从现有主流的低频段信道建模方法出发,给出高频段大带宽信道建模的初步思路。 通过上述分析得到的结论,反映了中心频率在28GHz,带宽为1GHz的电波,在典型室内场景下的一些信道特性,是高频段大带宽信道传播特性与建模的初步研究。随着在研究中不断推进时域测量平台的搭建,研究工作将逐步深入。
【关键词】：5G 高频段 大带宽 室内 信道测量 传播特性
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 论文研究背景10-11
• 1.2 课题研究现状11-15
• 1.2.1 北美12-13
• 1.2.2 欧洲13-14
• 1.2.3 日本和韩国14-15
• 1.2.4 中国15
• 1.3 论文研究对象15-17
• 1.4 论文内容安排17-18
• 1.5 论文资助18-20
• 第二章 信道测量平台介绍20-30
• 2.1 时域测量20-26
• 2.1.1 NI测量平台21-24
• 2.1.2 安捷伦测量平台24
• 2.1.3 WASIMO测量平台24-25
• 2.1.4 三个方案的总结25-26
• 2.2 频域测量26-28
• 2.2.1 概述26-27
• 2.2.2 天线介绍27-28
• 2.3 本章小结28-30
• 第三章 数据处理与信道传播特性提取30-42
• 3.1 数据处理30-32
• 3.2 信道传播特性提取32-40
• 3.2.1 功率时延谱32-33
• 3.2.2 功率角度谱33
• 3.2.3 路径损耗33-37
• 3.2.4 时延参数37-39
• 3.2.5 穿透损耗39-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第四章 信道测量、分析与建模42-56
• 4.1 信道测量42-46
• 4.1.1 链路预算42-43
• 4.1.2 测量配置43
• 4.1.3 发射站址设置43-46
• 4.2 信道分析46-52
• 4.2.1 功率时延谱46-48
• 4.2.2 功率角度谱48
• 4.2.3 路径损耗48-50
• 4.2.4 时延扩展50-51
• 4.2.5 穿透损耗51-52
• 4.3 信道建模研究52-54
• 4.3.1 路损与时延模型52-53
• 4.3.2 信道模型概述53
• 4.3.3 高频段大带宽信道建模53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 5.1 论文工作总结56-57
• 5.2 论文后续工作展望57-58
• 参考文献58-64
• 附录64-66
• 致谢66-68
• 攻读学位期间发表的学术论文目录68

【共引文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 马云峰;基于IMT-Advanced收发系统的数字预失真硬件平台设计[D];北京邮电大学;2010年

2 曾菁;移动通信系统室内多场景下的宽带信道测量与建模[D];北京邮电大学;2014年

3 郭云领;基于电波传播测量的宽带信道特性与建模研究[D];北京邮电大学;2014年

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本文编号：820485