【摘 要】
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随着经济水平和通信技术水平的提高,以及人们对随时随地能够进行通信的需求越来越高,人们之间大量的通信不断涌现在受限空间内。受限空间,相对于自由空间,主要包括如下场景:室内、
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随着经济水平和通信技术水平的提高,以及人们对随时随地能够进行通信的需求越来越高,人们之间大量的通信不断涌现在受限空间内。受限空间,相对于自由空间,主要包括如下场景:室内、隧道、地铁、煤矿等。本文主要针对隧道这种场景中的电波传播特性进行了研究。
首先,本文介绍了隧道内通信的现状及问题,分析了隧道内信号覆盖所需的信号源和天馈系统的选择。其次,本文分析了隧道内常用的电波传播模型:基于统计的模型、混合模型、确定性模型,并分析了三种传播模型的基本原理。再次,针对上述三种模型的特点,依据射线跟踪原理,并结合隧道本身的物理结构,本文给出了一种基于多叉树结构的快速射线跟踪法。最后,本文依据所给出的射线跟踪法,得到了隧道内电波传播的射线跟踪模型,并利用该模型对隧道内的宽带信道特性进行了研究。仿真验证本文所给出的射线跟踪算法相比其它跟踪方法在保证精确度的情形下,占用CPU时间极大下降,而且,相比其它三种模型,由此所得的射线跟踪传播模型与实测数据更加一致。最后,由基于改进的射线跟踪算法的传播模型得出隧道内宽带信道的特性,并对信道特征的五个主要参数:时延扩展,功率延迟分布PDP,多普勒功率频谱DPSD,电平交叉率LCD,衰落时延AFD进行仿真验证,结果表明了所建模型的准确性。
本文对隧道内电波传播模型的研究不仅具有一定的理论价值,而且在隧道通信工程实践中也具有较强的实用性。
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