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移动通信中电波传播模型的研究

作　者: 付昆鹏
导　师: 和伟
学　校: 云南师范大学
专　业: 无线电物理
关键词: 电波传播无线通信传播模型 Matlab仿真
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着移动通信技术的快速发展,各种环境下,尤其是城市环境下的电波传播特性研究已经成为一个重要课题。无线信号在空间传播具有很大的随机性。为了充分合理的利用无线频率资源,得到最佳的网络性能,许多应用软件和传播模型被用来预测和分析信号能量的分布。目前,对于宏蜂窝覆盖预测的模型主要基于经验的统计模型。往往都是拿国外的模型直接应用,不够准确。因此,了解无线电波的传播特性并针对各种环境建立合适的电波传播模型,对于完成一个无线通信系统的规划、布设和优化管理是必不可少的前提。本文通过理论分析,研究了无线信号传播的特点,对传播模型做了简要介绍。通过MATLAB仿真软件,对几个典型的经验传播模型进行了仿真,利用仿真结果,给出了传播模型选取的原则和标准。研究工作以理论推导、借鉴一些具体实测数据资料与Matlab值仿真相结合。本文主要内容分两大部分。第一部分介绍了无线电波传播环境的基本理论,无线传播预测模型的思想与原理。移动通信信道的传播特性的研究方法有:一种是建立在大量测试数据和经验公式基础上的实测统计方法的统计性信道模型,它反映为大尺度衰落和小尺度衰落,另一种是基于无线电电磁波传播机理的分析方法,分析建立了确定性模型。对Cost231-Walfisch-Ikegami预测模型在城市规划和应用做了预测,获得有用的结论。第二部分系统而深入地分析比较了Cost231-Walfisch-Ikegami预测模型与其它常用的几种典型模型的优劣和区别,并通过仿真比较深入地研究了Cost231-Walfisch-Ikegami模型的统计特性。为了使本模型应用范围更广泛、使用更为便捷,利用上述理论及综合统计方法,得到了基于统计的Cost231-Walfisch-Ikegami改进型模型,并结合云南某城市的具体实测数据与计算值进行比较和验证。结果表明:改进型的Cost231-Walfisch-Ikegami模型可以得到较满意的结果,这为网络规划带来了极大的方便。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-10
  1.1 无线传播模型的研究发展现状  8-9
  1.2 本文的主要工作  9-10
第2章移动无线电波的传播理论  10-19
  2.1 引言  10
  2.2 自由空间无线电波传播理论  10-11
  2.3 移动无线电波传播  11-13
    2.3.1 三种基本传播机制  11
    2.3.2 考虑到有反射信号的视距传播路径损耗  11-13
  2.4 无线传播环境  13-17
    2.4.1 无线频谱  13-14
    2.4.2 空间衰落  14-15
    2.4.3 快衰落和慢衰落  15-17
    2.4.4 多谱勒频移  17
  2.5 无线信道的概率分布  17-18
    2.5.1 高斯分布  17
    2.5.2 瑞利分布  17-18
    2.5.3 莱斯分布  18
    2.5.4 对数正态分布  18
  2.6 本章小结  18-19
第3章无线电波传播模型仿真  19-35
  3.1 宏蜂窝传播预测模型  19
  3.2 无线传播模型蜂窝类型概述  19-20
  3.3 无线电波传播的经验公式及仿真  20-33
    3.3.1 奥村模型(Okummura模型)  21-22
    3.3.2 哈塔(Hata)模型及仿真  22-25
    3.3.3 Cost231-Hata模型(Hata模型的PCS扩展)及仿真  25-26
    3.3.4 Cost 231-Walfisch-Ikegami模型(WIM模型)及仿真  26-33
  3.4 基于确定性的微蜂窝模型  33-34
  3.5 本章小结  34-35
第4章 Cost 231-Walfisch-Ikegami模型传播损耗计算  35-46
  4.1 概述  35-36
  4.2 Cost231-Walfisch-Ikegami模型的统计研究方法  36-43
    4.2.1 WIM模型中参数的估计  36-38
    4.2.2 城市参数的重要特性  38-39
    4.2.3 路径损耗L_b的概率分布  39-43
  4.3 Cost231-Walfisch-Ikegami模型的进一步简化  43-44
  4.4 Cost231-Walfisch-Ikegami简化模型的具体应用  44-45
  4.5 本章小结  45-46
第5章全文总结与展望  46-48
  5.1 全文总结  46-47
  5.2 工作展望  47-48
参考文献  48-50
攻读学位期间发表的学术论文  50-51
致谢  51

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