双信道应答器多天线间的互耦分析及降耦研究

双信道应答器内部4个不同频率的天线间的互耦,破坏天线的调谐状态,影响天线的正常工作。基于天线的串、并联等效电路,推导天线带宽的计算公式;建立双信道应答器多天线的三维仿真模型,对串联等效电路进行仿真分析。结果表明:多天线间的互耦使损耗电阻增加,等效电感和自谐振频率减小,同时使天线间产生转移阻抗,进而导致调谐频率偏移;4.234 MHz FSK发射天线至27.095 MHz接收天线、9.032 MHz PSK发射天线至27.095 MHz接收天线、9.032 MHz PSK发射天线至4.234 MHz FSK发射天线、4.234 MHz FSK发射天线至9.032 MHz PSK发射天线的传输系数均大于-10dB。在4.234 MHz FSK发射天线和9.032MHz PSK发射天线的信号输出端增加低通滤波器后,天线间的传输系数均降低到-10dB以下,表明加载低通滤波器可有效降低多天线间的传输系数,从而实现了多天线间的降耦。     

城市轨道交通隧道环境下大规模MIMO信道建模

随着人们对城市轨道交通环境下通信业务需求的日益增加,隧道中无线移动通信系统的研究逐渐成为一个热点。由于隧道环境的独特性、列车的移动性以及乘客宽带接入的集中性,建立一个合理可靠的无线信道模型成为研究重点。基于隧道环境的封闭特性,引入列车移动速度和天线元素仰角等参数,建立一个三维大规模多输入多输出3D Massive MIMO(3Dimensional Massive Multiple Input Multiple Output)信道模型,分析该模型的信道统计特性,研究影响信道空时相关特性的因素集合,并与传统的二维2D信道模型进行比较。仿真结果表明,时延、归一化天线元素距离及接收端天线仰角对空时相关特性有较大影响,3D模型比2D模型具有更小的信道相关性。     

高速移动环境大规模MIMO信道建模与性能分析

基于几何随机分布模型GBSM的信道建模方法,建立高速铁路系统中深沟堑场景下大规模MIMO的三维3D信道模型。模型中实际散射体等价为随机分布在接收端的虚拟圆柱体表面的等效散射体,使用虚拟的球体表征Massive MIMO的不平衡特性;分析信道统计特性中的时空特性,得出空时相关函数STCF的闭式表达式。通过对STCF进行傅里叶变换得到相应的多普勒频谱密度。仿真表明,闭式表达式正确,3D模型比2D模型更好地反映了实际的电磁波传播场景,影响STCF绝对值的主要是移动台天线阵列的仰角,基站侧天线阵列仰角的改变几乎不影响STCF绝对值。     

一种改进的空时码编译码方案

提出了简单情况下（4-PSK，4状态）的一种改进的空时编码方案。该方法在保证空时编码的分集增益的前提下，进一步提高了系统的编码增益，本文还仿真了采用空时编码的多天线接收系统的性能。并给出了一种简化的译码方案。     

级联正交空时M-TCM编码方法研究

空时编码是一种用于多发射天线的编码技术.本文研究级联空时编码系统在编码增益、分集增益和传输能量效率的限定下最大化传输速率的问题,提出一种新的级联正交空时多网格编码调制(M-TCM)方法,并给出不同信道衰落条件下的码字设计方法.分析和仿真结果表明,在准静态Rayleigh衰落信道下,以及具有相同的编码状态数和译码复杂度的情况下,相对于现有的级联空时编码方法,本文编码方法在编码增益上仅相差0.4dB,但却可以提高50%左右的传输速率,并且无需对系统的状态数进行限定,即在保证满分集增益的同时又允许网格图中存在并行路径;而与超正交空时编码方法相比,本文方法可以获得大约2.6dB左右的编码增益,且随着编码状态数的增加,性能的改善就越明显.     

MIMO多天线系统在高速铁路应用的仿真

旨在讨论MIMO技术在高速铁路通信中应用的可行性及能够带来的性能增益.利用MAT-LAB-SIMULINK仿真平台,建立了一个最高时速300km的多天线通信系统模型,采用时变的Rayleigh多径信道,对不同的天线个数、调制方式以及不同移动速率等不同情况下的系统性能进行仿真及分析比较,以证实预期的观点.     

高速铁路平原场景无线信道小尺度衰落特征的研究

研究高速移动条件下无线信道特性是发展高铁新型通信系统的基础。本文基于标准信道探测仪Propsound在高速移动条件下平原场景的无线信道探测数据,分析此场景下的小尺度衰落特征。K因子在列车靠近接收天线时最大值为20dB,远离天线时取值为8dB～10dB;时间色散特性上,多径延时随着列车先靠近又远离接收天线而变化;区别于经典的Doppler功率谱,高速条件下无线信道在列车穿越基站的过程中呈现快速Doppler特性,并无Doppler扩展。     

LTE-M系统隧道场景性能仿真评估

LTE-M(LTE-Machine to Machine)系统性能与电波传播和无线信道密切相关。分析LTE-M系统在隧道漏缆场景信道特性,介绍3GPP单径莱斯和多径信道模型;开发LTE-M系统链路仿真系统,对不同信道模型、信噪比、移动速度、莱斯K因子下的系统性能,包括吞吐量、丢包率和误比特率,进行仿真评估。根据仿真结果,给出LTE-M网络规划与优化建议,包括信噪比优化目标设定为15 dB左右,在列车高速移动时采用多普勒频偏校正技术,并应该尽可能使漏缆与接收天线之间存在视距路径(LoS)。     

基于扩频序列的高铁无线信道测量仿真系统研究

为了评估不同扩频序列对高铁无线信道测量性能的影响，构建了基于扩频滑动相关的高铁无线信道测量仿真系统。在发射端分别生成Random、m、Kasami、Gold、ZC、Golay等6种扩频序列，通过COST207丘陵场景的标准信道模型传输调制信号，在接收端利用滑动相关算法估计出信道冲击响应。研究结果表明：Golay序列、ZC序列和m序列的自相关特性优于另外3种序列，进行高铁无线信道测量时误差相对较小；接收端利用估计的信道冲击响应可以有效提取信道的多径时延和多普勒扩展特性。仿真结果为构建可工程化应用的高铁无线信道测量系统提供了技术支撑。     

线圈位置及特殊路况对轨道交通非接触供电系统的影响

在轨道交通非接触供电系统中,当车辆上接收线圈与轨道上发射线圈相对位置发射变化时,其能量传输效率会发射变化.利用Maxwell软件建立发射线圈与接收线圈的三维模型,仿真得到线圈自电感与互感等参数,并通过Sim-plorer软件搭建基于串联-串联拓扑结构的系统仿真模型,得到不同工况下的供电系统能量传输效率,并深入分析了不同路况对非接触供电系统的影响.     

基于随机网络演算的CBTC车-地无线通信时延分析

以往对城市轨道交通无线网络性能评估较多采用实验室仿真方法,该方法需要花费大量的时间和经济成本,给实际应用带来了很大的局限。提出一种能够分析车-地无线通信性能的理论方法——随机网络演算。通过随机网络演算对地铁CBTC无线业务分析并建立相应的业务到达模型和信道服务模型,根据随机网络演算的理论知识,推导出车地无线通信的时延边界,最后运用MATLAB工具对理论结果和仿真结果进行对比验证。通过对理论结果和仿真结果对比分析,可得两者误差相对较小,从而得出基于MGF的随机网络演算是可以分析CBTC车-地无线通信时延的结论。     

逻辑双环型ARCNET列车通信网络建模与仿真

基于网络仿真平台OPNET,构建了物理总线型逻辑环型列车通信网,包括网络模型、节点模型和进程模型.利用该模型,对ARCNET列车通信网络进行仿真和优化设计.通过仿真得出保证系统正常运行的双网冗余优势和网络时延以及影响端到端延时的主要因素.     

基于位置的CBTC系统无线局域网切换机制

目前的城市轨道交通CBTC车地通信系统大多采用无线局域网技术。针对同时存在无线自由波和漏泄波导车地通信技术的CBTC无线局域网车地通信系统,提出一种基于位置的无线局域网切换机制。在无线自由波覆盖区段,移动台在确定的位置直接发起重关联请求,而不需要进行探询扫描新AP的过程。而在漏泄波导覆盖区段,通过改变移动台扫描的信道数和最大信道扫描驻留时间,同样明显减小了切换时延。该方法不仅适用于无线自由波的覆盖区域,也可以应用于漏泄波导覆盖的区域,能够减少CBTC车地通信系统中的切换时延。     

单载波频域均衡技术用于增强地铁无线通信质量的研究

由于地铁隧道环境的特殊性,存在密集的反射和散射路径,而且列车的运动带来了信号的频移：通过实测数据,分析了地铁信道中的无线电波损耗,小尺度多径传播以及地铁隧道宽带信道统计模型,提出将频域均衡技术应用于地铁信道中,通过循环前缀的运用,频域均衡技术能够有效地抵抗多径带来的码间干扰,而且单载波技术对于多普勒频移敏感程度低于正交频分复用系统,仿真结果表明单载波频域均衡技术能够显著地提升地铁无线通信系统的性能。     

典型地铁站台射频天线电磁暴露安全评估

为有效评估典型地铁站台射频天线对乘客电磁暴露的安全性,设计地铁站台无线通信系统吸顶天线和乘客人体模型,利用基于有限元的电磁仿真软件,构建吸顶天线辐射下的地铁站台乘客候车电磁环境模型,研究候车乘客的公众电磁暴露问题。结果表明:天线分别工作在900和2 440 MHz时,人体组织的平均比吸收率最大值分别为4.441×10-7和1.165×10^-6W·kg^-1,电场强度最大值分别为0.139和0.148V·m^-1,平均比吸收率在人体组织内的衰减均大于电场强度的衰减;2 440MHz时的射频电磁能量在颅内的穿透能力小于900MHz时;所有计算值均低于国际非电离辐射委员会制定的公众电磁暴露限值,说明地铁站台射频天线对乘客的电磁暴露不会构成健康威胁。     

城市轨道交通线路高架区间无线通信方案浅论

城市轨道交通高架区间场强覆盖弱区,通常可以采用架设天线作为辐射源的空间波覆盖方式及敷设漏泄同轴电缆作为传输线和分布天线的覆盖方式加以解决,结合区间中继设备又可衍生出多种解决方案。重点讨论基站天线覆盖方案、基站天线+直放站天线方案和敷设漏泄同轴电缆方案。     

高铁环境下基于QoS用户业务的公平性功率分配算法

鉴于高速铁路(HSRs)通信业务的多样性,侧重于单一类型业务的传输优化方案,已无法满足用户业务服务质量(QoS)差异性显著提升的需求。针对HSRs通信环境,将用户业务分为时延敏感业务和时延非敏感业务,以满足用户QoS需求且同时兼顾占用无线信道的公平性为优化目标,研究了基站(eNB)平均发射功率约束条件下的功率分配问题。根据eNB能否预先获知用户的期望速率,分别采用了基于用户期望和基于预分配的功率分配策略。仿真结果表明,ε-Optimal比例公平算法的eNB发射功率较高且用户满意度较低;信道反演算法只针对时延敏感用户能较好地满足其QoS(最大耐受时延映射的期望速率),并且固定功率分配算法仅能够满足时延非敏感用户的QoS,两种算法均无法保证用户间的公平性;所提算法既具有较高的用户满足度,又较好地保证了用户间的公平性。     

基于无线MESH网络的机车信号通信系统研究

基于无线MESH网络（WMN）的机车信号数据传输系统,采用第三代WMN技术,通过优化网络拓扑提高系统的健壮性,采用混合频道复用方案增强MESH路由器节点的处理能力,采用圆极化天线增强无线信号接收效率,降低因为WMN多跳传输引起的带宽衰减,有效解决了有限发射功率条件下,无线覆盖和带宽性能优化的问题.     

基于ZCZ训练序列的MIMO-DDST联合信道与直流偏移估计

在通信系统中,信道估计的准确与否直接影响到接收端符号的检测性能,对MIMO系统更是如此。本文首先介绍隐含序列的信道估计方法,并分析此类方法存在的问题,包括信道估计性能受发送端符号数据的影响以及受未知直流偏移影响。然后,重点研究基于ZCZ(Zero Correlation Zone)训练序列的DDST(Data-De-pendent Superimposed Training)方案,此方案可以实现多天线系统的多径信道和直流偏移联合估计。最后,给出理论分析和仿真结果,二者均表明平衡ZCZ训练序列不但能分离直流偏移估计和信道估计,而且能使二者的估计均方差性能同时达到最优。     

高速铁路移动通信系统WINNER信道性能分析

在对无线信道模型和铁路电波传播环境研究基础上,提出WINNER D2a信道模型是高速铁路无线信道的合适选择,并建立了高速铁路移动通信系统WINNER D2a信道半实物仿真平台。与传统的计算机仿真相比,半实物仿真平台具有更高的仿真性和实时性,并能在实验室对设备在高速铁路上的性能进行测试。在仿真平台上对不同移动速度、同频干扰、接收电平条件下的高速铁路移动通信系统的性能进行了仿真。分析结果表明:移动速度和同频干扰对系统性能影响非常大,而接收电平则对性能没有明显影响。最后探讨了改善系统性能的技术措施。