隧道環(huán)境下無線信道特性仿真分析.pdf

1、隨著城市規(guī)模擴(kuò)大和人口數(shù)量增加，地鐵已經(jīng)成為城市居民出行的主要交通工具，同時(shí)便攜式通信設(shè)備的普及使得人們對(duì)出行時(shí)的通信需求越來越高。在地下軌道交通中，隧道是一種主要場(chǎng)景，而隧道與開放環(huán)境下的信道特征截然不同。隧道作為一種受限空間，其電波傳播會(huì)存在各種反射、透射、折射，以及鎖孔效應(yīng)，導(dǎo)致信道惡化。為了建立高效可靠的無線通信系統(tǒng)，需要對(duì)隧道環(huán)境下無線信道特性進(jìn)行深入研究。
　　本團(tuán)隊(duì)在北京交通大學(xué)隧道中心和江蘇南通中天科技集團(tuán)隧道實(shí)驗(yàn)

2、室進(jìn)行了兩次實(shí)際測(cè)量，并使用射線跟蹤法對(duì)實(shí)際測(cè)量場(chǎng)景進(jìn)行仿真。通過對(duì)比大尺度衰落特性，發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果有較高的一致性，二者均方根誤差約為4dB，可以認(rèn)為射線跟蹤法能夠?qū)λ淼拉h(huán)境下大尺度衰落進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。通過對(duì)比信道沖激響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)與仿真結(jié)果在時(shí)延和衰落上有較好的吻合度，因此可以認(rèn)為使用射線跟蹤法仿真得到的信道沖激響應(yīng)是準(zhǔn)確的。
　　通過射線跟蹤法對(duì)隧道模型進(jìn)行擴(kuò)展仿真。在文中構(gòu)建的隧道下，2.4GHz和5.9GHz的路徑損

3、耗指數(shù)分別為1.418和1.438，陰影衰落服從正態(tài)分布。對(duì)比長直隧道和彎曲隧道下的路徑損耗，結(jié)果表明彎曲隧道的路徑損耗比長直隧道略大。發(fā)射天線位于彎曲隧道內(nèi)側(cè)時(shí)比位于外側(cè)時(shí)路徑損耗大，并且兩者的差值與收發(fā)天線之間的距離成正比。
　　多天線技術(shù)是提高信道容量的重要技術(shù)，對(duì)比單天線與2×2天線，結(jié)果表明多天線可以很大程度上提高容量。本文引進(jìn)車體模型，研究車體對(duì)MIMO系統(tǒng)的影響，與無車體的情況相比，有車體時(shí)接收端角度擴(kuò)展較大，天線之