高速铁路环境下无线信道特性与建模研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学位论文高速铁路环境下无线信道特性与建模研究作者姓名刘旭学科专业通信与信息系统指导教师赵军辉教授培养院系电子信息工程学院二零一五年三月硕士学位论文高速铁路环境下无线信道特性与建模研究作者：刘旭导师：赵军辉北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文

2、的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：辦年签字日期：年月日签字日期：忉年孓月丨日学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文高速铁路环境下无线信道特性与建模研究作者姓名：刘旭学号：导师姓名：赵军辉职称教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：通信与信息系统研究方向：无线通信北京交通大学年月致谢感谢我的导师赵军辉教授！本论文是在赵军辉教授的悉心指导下完成的，在本人读研期间，赵军辉教授严谨的治学态度

3、和科学的工作方法给了我十分有益的影响和帮助，在此衷心感谢三年来赵军辉教授对我的指导和照顾。感谢实验室的列位同窗：吕宸、杨涛、曾龙基、杜家娇、张浩、王娇、姜婷婷、付雷、金晓岑、倪善金、陈燕、李蕾、王尚耀。在实验室的学习和科研生活中，他们为我提供了这样或那样的帮助和支持，在此向他们表达我的感激之情。感谢北京交通大学！时光荏苒，岁月如梭，转眼间，我在交大度过了近七年时光，这一定是我生命中最美好的回忆之一。特别的，感谢我的家人！面对挫折和挑战，他们给我勇敢向前的鼓舞和勇气。北京交通大学硕士学位论文摘要摘要近年来，

4、随着我国高速铁路的快速发展，铁路信息化的需求越来越强烈。一方面，列车运行状态和安全监控等信息需要实时传输到地面站，保证对列车的实时动态跟踪；另一方面，以旅客为应用主体的多媒体信息，也需要在车地之间及时传输，旅客移动通信业务在整个车地通信传输中的比重也越来越大。旅客移动通信业务主要包括移动电话、移动电视、移动互联网宽带接入等，现有的铁路移动通信系统已不能满足当前的这些通信需求，也无法适应未来高速铁路宽带移动通信的发展，因此，高速铁路环境下的宽带接入技术研究具有重要意义。信道建模与特性分析是通信系统设计与实施

5、的基础，准确的信道模型是研究高速铁路宽带无线接入的前提条件。本文首先介绍了无线信道的大尺度衰落和小尺度衰落特性，分析了髙速铁路无线信道建模的特殊性。其次，在简要介绍多输入多输出）信道模型分类和典型信道模型的基础上，给出了基于几何的无线信道建模原理。最后，本文基于椭圆散射模型进行了以下工作：基于椭圆散射模型的信道模型：本文给出了基于单椭圆的一次散射信道模型，在计算其复信道响应的基础上，推导了模型的空时互相关函数、时域自相关函数以及空间域互相关函数等统计特性，并进行了仿真分析；基于椭圆散射模型的高速铁路信道模

6、型：在引入时变参考系的基础上，本文将单椭圆的信道模型扩展为高速铁路环境下的多椭圆信道模型，类似的，在计算其复信道响应的基础上，推导了模型的时域自相关函数和空间域互相关函数，并进行了仿真分析。仿真结果充分说明了高速铁路无线信道的非平稳特性。本文的主要创新之处：（在基于椭圆散射模型的信道模型中，重点分析一次散射条件下离幵角和到达角的数学关系，从而将模型相关函数转化为到达角的函数；（在基于椭圆散射模型的高速铁路信道模型中，通过引入时变参考系，更加准确的刻画了列车与基站间的距离变化，从而更好的建模了列车运动对信道

7、模型的时变影响。关键词：髙速铁路；椭圆散射模型；信道模型；相关函数；各向同性散射非各向同性散射北京交通大学硕士学位论文，，，，，，，北京交通大学硕士学位论文：北京交通大学硕士学位论文目录目录艘研究背景与意义国内外研究现状主要内容与结构无线信道特性分析引言大尺度衰落路径损耗阴影衰落大尺度衰落的经典模型小尺度衰落时间色散和频率选择性衰落频率色散和时间选择性衰落角度色散和空间选择性衰落小尺度衰落的统计特性分析髙速铁路无线信道的特殊性本章小结信道建模与分析弓丨信道模型信道模型分类典型信道模型基于几何的无线信道建模

8、原理基于椭圆散射模型的信道建模模型建立相关性分析仿真分析北京交通大学硕士学位论文目录本章小结基于椭圆散射模型的高速铁路无线信道建模与仿真引言模型建立相关性分析时域自相关函数空间域互相关函数仿真分析时域自相关函数仿真与分析空间域互相关函数仿真与分析本章小结总结与展望工作总结未来展望参考文献附录附录隱作者简历独创性声明学位论文数据集北京交通大学硕士学位论文绪论研究背景与意义近年来，我国高速铁路发展进入黄金时期。年，我国自主研发、设