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时域数值算法在无线信道分析中的应用

作　者: 刘攀
导　师: 陈如山
学　校: 南京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 时域有限差分法(FDTD) 时域有限元法(TDFEM) 无线信道
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无线通信一直是通信领域的热门研究方向,无线信道作为其传输媒质,对通信质量有较大的影响。因此,有必要对无线信道进行研究。传统的实测方法费用较高,统计性模型无法针对具体的环境给出信道特性。而确定性建模是一种非常重要的研究方法,可以很好地解决上述两种方法的不足。本文运用两种时域数值算法对无线信道进行确定性建模:一种是运用较为广泛的时域有限差分法,一种是比较新兴的时域有限元法。在确定性建模基础上,进一步运用CLEAN算法对信道的时域特性进行分析。本文的主要内容如下:(1)通过阅读国内外相关文献,对无线信道的研究方法进行了简单综述,并对确定性建模方法进行了了解和介绍,主要包括时域有限差分方法以及时域有限元方法。(2)运用时域有限差分方法对无线信道进行确定性建模,求得接收点波形,并通过与已有软件仿真的结果进行对比,证明了本文的时域有限差分方法对无线信道仿真的正确性。但是,基于Yee网格的时域有限差分方法在分析具有复杂几何结构的物体时,建模拟合,尤其是对复杂几何边界的拟合难度较高,往往需要较为稠密的剖分,这可能会造成计算复杂度增加。针对这个问题,我们采用了对几何边界拟合度较高的时域有限元方法,并将该方法应用到无线信道中。以野外帐篷模型和隧道模型为例,运用该方法获得接收点波形,并和已有的时域有限差分方法得到的结果对比,验证了时域有限元方法在无线信道分析中的准确性和有效性。(3)运用基于CLEAN算法的时域数据处理程序,提取出实测无线信道的冲激响应。此外,还运用改进的确定性多模板算法提取出野外帐篷模型的信道冲激响应,并求出信道相关参数,如平均附加时延、均方根时延扩展、峰值10dB的多径分量数和路径损耗因子,并通过与已有软件结果比较验证其正确性。

时域数值算法在无线信道分析中的应用

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