60GHz频段中远距离传播特性测量与研究—60GHz频段的信道传播特性的仿真与测量

发布时间：2017-07-14 13:16

  本文关键词：60GHz频段中远距离传播特性测量与研究—60GHz频段的信道传播特性的仿真与测量

  更多相关文章： 60GHz 信道 大气衰减 同极化 交叉极化

【摘要】：如今高频通信的研究日益火热,业界对60GHz频段的关注也越来越明显。国际上基于60GHz各种标准和应用的推出更是带动了国内对这个频段的关注。本课题为国家863项目“毫米波和太赫兹总体技术与高速基带信号处理技术研究”的一个分支。本文研究分析了60GHz频段随海拔增高的大气传播特性和运用winProp实现了室外IRT模型的街道3.5GHz和60GHz大尺度对比仿真,并且基于不同极化天线下对60GHz频段进行了5m和100m的实地测量。本文主要研究工作如下:首先,阐述了研究60GHz工作的背景和意义,国际上对60GHz信道的研究现状和无线信道概念。并对60GHz传播衰减的特征从自由路径,穿透,雨衰等多个方面进行了概述。然后对比了3种无线信道的建模方法的不同,并介绍了IEEE802协会提出的IEEE802.15.3c和IEEE802.11ad两种60GHz信道模型。其次,对60GHz频段(主要是50-70GHz频段)随海拔增高的大气传播特性进行了仿真和研究。分析了毫米波氧气吸收谱和水蒸气吸收谱,对海拔底层(0-20km)和海拔中层(20-50km)6个不同区域进行了传播特性的仿真,分析了压力展宽效应对吸收谱线的影响,和塞曼分裂对每条谱线宽度的作用。并对50-70GHz的天顶衰减和水蒸气的衰减进行仿真分析。最后,基于winProp软件对60GHz频段做了IRT室外模型街道100m LOS信道仿真,并从大尺度特性的角度与3.5GHz进行了对比分析。实地测量了同极化和交叉极化天线下的60GHz信道,测量了59-64GHz频带5m和100m的大尺度信道特性。并且对测量数据进行了仿真,研究分析了5m和100m的不同极化天线下信道的差别。
【关键词】：60GHz 信道 大气衰减 同极化 交叉极化
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN011;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 缩略词表12-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究工作的意义和背景13-15
• 1.1.1 毫米波研究意义13
• 1.1.2 信道的研究背景13-14
• 1.1.3 无线信道简介14-15
• 1.2 60GHZ无线通信发展现状15-17
• 1.3 60GHZ传播特性研究现状17
• 1.4 课题来源和本文结构17-19
• 第二章 60GHZ无线信道特征和无线信道建模理论19-32
• 2.1 60GHZ频段信号无线传播特点19-22
• 2.1.1 自由空间路径损耗和穿透损耗19-20
• 2.1.2 大气的衰减特性和雨衰20-21
• 2.1.3 材料损耗特性和多径效应21-22
• 2.2 无线信道建模方法22-28
• 2.2.1 统计性建模方法23
• 2.2.2 确定性建模方法23-27
• 2.2.3 半确定性建模方法27-28
• 2.3 60GHZ信道模型28-31
• 2.3.1 IEEE802.15.3c信道模型28-30
• 2.3.2 IEEE802.11ad信道模型30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 60GHZ大气传播特性的理论和仿真32-52
• 3.1 大气的环境概述32-36
• 3.1.1 气压环境32-33
• 3.1.2 温度环境33-34
• 3.1.3 空气密度34-35
• 3.1.4 水蒸气压力35-36
• 3.2 毫米波在大气中衰减模式36-41
• 3.2.1 毫米波氧气吸收谱36-38
• 3.2.2 毫米波水蒸气吸收谱38-41
• 3.3 60GHZ大气衰减特点41-46
• 3.3.1 Liebe模式和 60GHz吸收带41-42
• 3.3.2 逐线计算实现特征衰减42-46
• 3.4 60GHZ大气传播特性仿真46-51
• 3.4.1 底层仿真分析47-48
• 3.4.2 中层仿真分析48-49
• 3.4.2.1 中层仿真可行性验证说明48
• 3.4.2.2 仿真结果和分析48-49
• 3.4.3 天顶衰减和水蒸气对 60GHz传播特性的影响49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 基于射线追踪和实测 60GHZ的传播特性52-70
• 4.1 射线追踪软件WINPROP简介52-54
• 4.1.1 Aman（天线制作）52-53
• 4.1.2 Wallman（场景制作）53
• 4.1.3 Tuman（视图制作）53-54
• 4.1.4 Proman（仿真制作）54
• 4.2 大尺度和小尺度仿真参数54-56
• 4.3 60GHZ和 3.5GHZ室外场景的仿真对比分析56-59
• 4.3.1 场景和方法56-57
• 4.3.2 仿真结果分析57-59
• 4.4 60GHZ室外中远距离不同极化方式信道测试与分析59-69
• 4.4.1 60GHz不同极化方式下实测的意义59-60
• 4.4.2 设备拟合及测量方法60-63
• 4.4.3 测试结果以及分析63-69
• 4.4.3.1 测试系统校准63-64
• 4.4.3.2 同极化方式下测量结果及分析64-66
• 4.4.3.3 交叉极方式化下测量结果及分析66-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 全文工作与展望70-71
• 5.1 全文总结70
• 5.2 后续工作展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间研究成果76-77

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本文编号：541231