城乡结合地区Nakagami-K复合信道建模

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1、城乡结合地区Nakagami-K复合信道建模重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：何昊宸指导教师：冯文江教授学位类别：工程硕士（电子与通信工程领域）重庆大学通信工程学院二O一五年四月ModelingofNakagami-KCompositeChannelinUrban-RuralAreasAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByHeHaochenSupervisedbyProf.F

2、engWenjiangSpecialty:ME(ElectronicandCommunicationEngineeringFiled)CollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要无线电波在传播过程中会受到各种阻碍物的遮挡、吸收、反射、绕射和散射等，开展无线信道传输特性研究是为了分析影响无线电波传播的各种因素，构建准确合理的无线信道模型，为从技术途径和工程途径改善和提高通信性能提供指导。随着我国城

3、镇化建设进程的推进，具有典型城乡结合地区特征的环境越来越多，建筑物排列不规则，居民区、厂区、农田错落相间，形成了多变、复杂的无线通信环境。本文结合电力无线通信专网在城乡结合地区执行电力负荷管理的实际工程需要，构建、分析和验证基于Nakagami分布和K分布的复合信道模型，旨在指导城乡结合地区的通信组网规划和系统参数设计，主要内容如下：①归纳总结了无线传输信道的特征、大尺度衰落和小尺度衰落的区别；比较分析了描述阴影衰落和小尺度衰落的典型信道模型服从的概率分布及其统计特征；阐述了表征信道衰落特性的两个重要统计量：电平穿越率和平均衰落持续时间的定

4、义和物理意义；鉴于单一信道模型的局限性，针对复合衰落信道模型，分析了Rayleigh-Lognormal等模型的特点。②分析了Nakagami分布信道模型的概率密度函数及其与瑞利分布、莱斯分布之间的关系，导出了电平穿越率和平均衰落持续时间表达式，并将Nakagami分布和瑞利分布的理论CDF曲线与实测数据进行对比，验证了Nakagami分布信道模型描述快衰落信道环境的有效性；阐述了K分布信道模型的概率密度函数、变化特征及其与瑞利分布和Gamma分布之间的关系，导出了电平穿越率和平均衰落持续时间表达式，将K分布与Gamma分布的理论CDF曲线

5、与实测数据对比，验证了K分布信道模型描述慢衰落信道环境的有效性。③根据城乡结合地区的特点，利用Nakagami-K复合信道模型描述接收信号的包络变化，导出了Nakagami-K复合信道模型的概率密度函数，并采用矩量法估计相关参数。在城市、农村和城乡结合地区三种场景下，依据实测数据，验证了该模型的有效性和准确性，分析了Nakagami分布衰落因子，K分布形状因子和尺寸因子对电平穿越率和平均衰落持续时间的影响。本文构建的Nakagami-K复合信道模型已用于国网重庆市电力公司区县供区无线通信专网组网规划设计和电波覆盖预测，已实施的部分工程建设验

6、证了该模型的有效性和合理性。关键词：Nakagami-K分布，复合信道模型，Nakagami分布，K分布，城乡结合地区I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTIntheprocessoftransmission,radiowaveswillmeetocclusion,absorption,reflection,diffractionandscatteringfromkindsofobstacles.Withthecomprehensiveanalysisoffactorswhichinfluencethespreadofradiowa

7、vesintheresearchontransmissioncharacteristicsofwirelesschannels,accurateandreasonablewirelesschannelmodelsarebuilttogiveguidancetoimproveandenhancecommunicationperformancefromtheaspectsoftechnicalapproachesandengineeringapproaches.Therearemoreandmoreplaceswithtypicalfeatur

8、esofurban-ruralareasbecauseoftheaccelerationofurbanizationinChina.Irregulararrangementsof