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受限空间的宽带调制技术研究

作　者: 牛丽
导　师: 杨维
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 矿井巷道无线信道模型 DS-CDMA MC-DS-CDMA MT-CDMA
分类号: TN761
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 78次
引　用: 2次
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内容摘要

与在开放空间的传播不同，无线信号在受限空间中传播时会受到四周墙壁的反射和折射，使得无线信号的传播更加复杂。而矿井巷道就是受限空间的一个典型代表。本文的目的是寻找一种适合井下巷道通信的通信系统，这对于提高矿下生产的安全系数具有重要的现实意义。为了建立高效的矿井巷道通信系统，本文基于“宽带换距离”的思路，着眼于宽带调制系统的研究。目前，研究最广泛的宽带调制技术当数CDMA扩频技术和多载波CDMA。所以本文主要针对CDMA系统、时域扩频的多载波CDMA——MC-DS-CDMA和MT-CDMA系统做了较为全面的分析和比较。首先，矿井巷道是一个特殊的通信环境，其无线信道的特征直接影响着接收信号的质量，所以对矿井巷道的无线信道模型的研究是开展矿井无线通信系统研究的基础，通过分析发现，信号在矿井巷道中传输时容易受到多径干扰、多普勒频移和脉冲干扰的影响，那么论文就针对矿井巷道的这三个特征对信号的影响展开了讨论。接下来，基于矿井巷道的无线信道模型，论文分别对DS-CDMA、MC-DS-CDMA和MT-CDMA系统进行了合理的设计形成了相应的矿井通信系统方案，重点研究了矿井巷道中多径干扰、多普勒频移和脉冲干扰对三种通信系统的性能造成的损坏程度，与此同时还比较了三种系统在通信频段分别为1．8GHz和2．4GHz时的差异，并通过MATLAB仿真展示了其误码率的变化，进而观察出三种通信系统在矿井巷道中表现出来的性能特征以及不同反应。最后，对三种通信系统在矿井巷道中同时受到多径干扰、多普勒频移、脉冲干扰和多用户干扰影响的情况下，进行了综合比较分析，进而发现了各自的优缺点。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
1 引言  12-15
  1.1 研究课题的重要意义  12-13
  1.2 技术背景  13
    1.2.1 CDMA  13
    1.2.2 多载波  13
  1.3 本文主要内容  13-15
2 矿井巷道的无线信道模型  15-24
  2.1 无线信道的传播特性  15
  2.2 小尺度衰落的特性  15-18
    2.2.1 小尺度衰落特性参数  16-17
    2.2.2 平坦衰落和频率选择性衰落  17-18
    2.2.3 快衰落和慢衰落  18
  2.3 矿井巷道无线信道模型  18-22
    2.3.1 多径衰落模型  18-19
    2.3.2 幅度衰落特性  19-20
    2.3.3 功率延迟分布  20-21
    2.3.4 时延扩展与相干带宽  21
    2.3.5 多普勒效应  21-22
    2.3.6 噪声干扰  22
  2.4 本章小结  22-24
3 宽带调制系统的原理研究  24-36
  3.1 CDMA扩频系统  24-27
    3.1.1 DS-CDMA系统原理分析  25-27
  3.2 多载波系统  27-35
    3.2.1 MC-CDMA系统原理分析  29-30
    3.2.2 MC-DS-CDMA系统的原理分析  30-31
    3.2.3 MT-CDMA系统的原理分析  31-33
    3.2.4 广义MC-DS-CDMA系统  33-34
    3.2.5 广义MC-DS-CDMA与单载波DS-CDMA的比较  34-35
  3.3 本章小结  35-36
4 矿井DS-CDMA通信系统方案的研究  36-45
  4.1 系统方案的建立  36
  4.2 系统框图  36-37
  4.3 系统参数的选取  37
  4.4 系统在矿井巷道通信中的应用  37-43
    4.4.1 对多径效应的对抗  37-40
    4.4.2 对多普勒频移的抵制  40-41
    4.4.3 对脉冲干扰的抑制  41-43
  4.5 本章小结  43-45
5 矿井MC-DS-CDMA通信系统方案的研究  45-51
  5.1 系统方案的建立  45
  5.2 系统框图  45-46
  5.3 系统参数的选取  46
  5.4 系统在矿井巷道通信中的应用  46-50
    5.4.1 对多径效应的对抗  46-47
    5.4.2 对多普勒频移的抵制  47-49
    5.4.3 对脉冲干扰的抑制  49-50
  5.5 本章小结  50-51
6 矿井MT-CDMA通信系统方案的研究  51-59
  6.1 系统方案的建立  51
  6.2 系统框图  51-52
  6.3 系统参数的选取  52
  6.4 系统在矿井巷道通信中的应用  52-57
    6.4.1 对多径效应的对抗  52-54
    6.4.2 对多普勒频移的抵制  54-56
    6.4.3 对脉冲干扰的抑制  56-57
  6.5 本章小结  57-59
7 三种矿井宽带通信系统方案的比较  59-62
  7.1 单用户  59-60
  7.2 多用户  60-62
8 结论与展望  62-64
  8.1 总结  62-63
  8.2 展望  63-64
参考文献  64-66
作者简历  66-68
学位论文数据集  68

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