超宽带室内和室内—室外信道电波传播特性分析及建模
[Abstract]:Indoor positioning technology is developing rapidly and the demand is increasing day by day. Compared with other short-range wireless communication technologies, Ultra wide bandwidth (UWB) has the advantages of strong anti-interference ability, high penetration, strong anti-multipath fading ability and centimeter-level positioning accuracy. The research of UWB channel characteristics and the establishment of channel model are the foundation and premise of the design and implementation of the positioning system. In this paper, the frequency domain measurement method and the simulation method based on ray tracing and consistent geometric diffraction theory are used to analyze the path loss and multipath fading characteristics of indoor and indoor scenes, and the mathematical model is established. Firstly, the traditional statistical analysis method is used to measure the frequency domain. The measurement scene includes the indoor office visual range environment and the non-visual range scene which is heavily occluded from the indoor to the corridor. The method of least square method and regression significance check method are used to fit and test the path loss corresponding to the frequency. The results show that the distance dependent path loss satisfies the logarithmic normal distribution and the shadow fading satisfies the normal distribution. The logarithm of the subband frequency is linearly related to the path loss, and the frequency attenuation exponent satisfies the normal distribution characteristic. In view of the multipath characteristics, the channel impulse response is obtained by using Fourier inverse transform and windowed clear algorithm. According to the difference between indoor and indoor to corridor impulse response, Power delay profile is described by a piecewise exponential model. The statistical mean of power delay profile of each position is obtained by clustering algorithm, and the time of arrival and intensity of the signals of each cluster head and each diameter within the cluster are obtained, and the numerical analysis is carried out. The channel parameters and amplitude fading distribution are obtained by mathematical statistics and calibration, and the power delay profile from indoor to corridor environment is described by improved piecewise exponential law. The deterministic simulation is carried out by constructing the equal proportion indoor office and indoor to corridor 3D model, and the simulation results are analyzed by the same analysis method as the frequency domain measurement method. The analysis results show that the path loss distribution and multipath fading characteristics are consistent with the measured method, which verifies the rationality and applicability of the deterministic method in the study of UWB channels. Finally, according to the methods and conclusions used in the data analysis of the measured and simulated methods, A mathematical analytical model related to distance and frequency is established for path loss, and a double exponential model for indoor visual range scene is established based on multipath fading characteristics, and a piecewise exponential model is established for serious occlusion scene from indoor to corridor.
【学位授予单位】:郑州轻工业学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN925
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,本文编号:2133010
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