随机桥方法产生相关时间序列及其应用研究

针对电磁波在无线信道中的传播特点,提出了使用随机桥过程产生具有相关特性的时间序列,由此可以构造出具有特殊概率密度函数,能够用来建模无线信道传播特性的基本随机变量。分别对自由布朗桥过程和有约束布朗桥过程,自由Langevin桥过程和有约束Langevin桥过程产生的随机样本进行研究,使用数值仿真方法分析了基本随机变量的统计特性。结果表明,有约束随机桥过程产生的低跳跃次数随机变量,在概率密度分布上显示出明显的局部偏好性。最后讨论了由时间序列构造的基本随机变量在无线信道建模中的应用。     

产生相关时间序列的布朗桥方法及其应用

在对无线信道的仿真分析中,需要构造出具有一定统计特性和相关关系的时间序列。针对电磁波在无线信道中的传播特点,使用布朗桥过程产生相关时间序列,构造出建模相关散射无线信道特征参量的基本随机变量。对布朗桥过程产生时间序列的相关特性进行仿真分析,发现调整布朗桥过程中布朗运动的方差,可以改变该时间序列的相关特性。分别研究了由自由布朗桥过程和有约束布朗桥过程的时间序列产生基本随机变量的统计特性。结果表明,有约束布朗桥过程产生的随机变量的统计特性,与相应的约束条件密切相关;低跳跃次数基本随机变量的概率密度分布,显示出明显的局部偏好性。     

随机桥过程研究短程无线信道的空时特性

使用随机桥过程的样本建模短程无线信道中多径分量的传播轨迹。由随机桥过程的样本构造出基本随机变量,在一定的映射规则下由基本随机变量的样本得到反映无线信道空时特性的多径时延、多径信号抽头增益、多径信号的波达方向等参量。使用随机桥过程的特例布朗桥过程,分别对散射体均匀分布的信道传播环境和有约束的无线信道传播环境的空时特性进行仿真分析。仿真结果表明,在这两种传播环境中,多径分量的波达方向在仰角和水平角维度上均存在一定的局部偏好性,不满足均匀分布的假设。在仰角-水平角-多径分量到达时延这3个自由度的空间中,多径分量的分布表现出一定的规律性。     

随机桥过程分析街道拐角的无线传播特性

使用随机桥过程研究街道拐角的小尺度衰落和大尺度传播的特性.首先介绍模型,随机桥过程的理论基础,从随机桥过程引入随机射线的概念,利用随机射线建立无线信道分析街道拐角的多径传播特性和大尺度传播特性.然后给出信道的时延分布、多径分量的幅度特性、功率延迟分布,接收机接收波的到达角分布等多径特性参数,并给出路径损耗.仿真结果与参考文献中无线信道测量结果吻合较好,表明使用随机桥过程可以有效地分析街道拐角的无线传播特性.     

无线电波传播中的随机射线及其应用

对建模无线电波传播的随机射线进行了详细的阐述,从随机网格信道引出随机射线的概念,介绍了随机射线的产生背景和分类,并给出一种产生随机射线的数学模型随机桥过程。使用最大熵原理得到发生后次反射随机射线的概率分布。最后介绍使用随机射线建模超宽带室内信道的多径传播轨,在此基础上可以得到信道特性建模的基本随机变量,以及无线电波传播的概率模型等应用。     

概率方法预测特定环境超宽带信号功率分布

针对超宽带(UWB)信号在无线信道的传播特点,使用随机桥过程产生建模UWB信号多径分量传播轨迹的随机射线,构造出可以描述UWB信道特性的基本随机变量,由此得到预测信道中某个场点接收到的信号功率的概率方法.对一个典型室内传播环境中沿着任意路径接收的UWB信号功率进行仿真计算,结果表明预测功率分布概率方法的算法稳定.对传播环境中某个区域的功率分布进行计算,同时研究了不同分集接收方式对功率预测的影响.仿真结果表明,全Rake分集接收方式并不占优势;在分集接收的抽头数较少时,部分Rake分集接收和选择性Rake分集接收方式具有相似的分集接收效果.最后对接收点信号功率的分布进行统计分析,并对概率方法与射线追踪法进行了比较.     

矩阵随机过程在短程无线信道空时特性建模中的应用

使用矩阵随机过程对短程无线信道的空时特性进行研究。以随机矩阵的列向量描述信道的仰角自由度,行向量描述信道的水平角自由度。使用自由布朗桥过程产生的样本描述无线信道中的多径分量的传播轨迹,在一定的映射规则下可以得到反映无线信道空时特性冲激响应的传统模型和矩阵随机过程模型。对无线信道的空时特性进行了仿真分析,仿真结果表明,自由布朗桥过程所描述的完全随机的约束环境中,多径分量的波达方向在仰角和水平角维度上显示出一定的局部偏好性。     

基于FDTD方法的无线信道衰落特性模拟研究

为了表述无线信道衰落的时变及远区分布特性，提出了利用时域有限差分(FDTD)方法研究由多径效应引起的时变无线信道衰落的方法。在此将无线信道的衰落建模为随机过程，而不是通常的确定性随机变量。首先基于Clarke统计模型，利用FDTD方法研究了时变无线信道的小尺度平坦衰落特征；然后利用Monte Carlo方法和FDTD方法产生了具有信道多普勒功率谱特性的色高斯随机过程，再基于无线信道的时变统计特性建模，用Suzuki模型研究了时变无线信道的快衰落；最后将无线信道衰落特性分布和理论分布做了比较，验证了方法的有效性。     

随机波束研究超宽带室内多径信道特性

从随机桥过程出发引入随机波束概念,使用随机波束研究超宽带（UWB）室内多径信道的传播特性.将UWB信号多径传播轨迹视作随机过程的样本,得到建模多径信道传播特性的随机波束.使用随机波束构建UWB信道的多径传播模型,并给出使用随机波束方法分析UWB室内多径信道特性的算法.使用该信道模型对实际传播环境进行仿真分析,并与其它建模UWB多径信道的方法进行了比较.仿真得到的UWB信道的功率延迟分布特性与实验测量的结果非常一致,证明此方法的有效性.     

超宽带室内多径信道随机分析模型

使用随机分析方法研究超宽带(UWB)室内多径信道.从UWB信号的基本传播特性出发构建随机分析模型的物理基础.假设UWB信号的多径分量在信道中的传播轨迹是某个随机过程的样本,把UWB信号在信道中传播时发生的传播损耗,和与散射体发生碰撞产生的损耗分开,建立UWB室内多径信道的随机分析模型,包括完全随机的布朗桥模型和有约束的布朗桥模型.使用有约束的布朗桥模型对假设的有8个散射体的不完全随机分布室内环境,以及有金属网格玻璃门反射的走廊环境进行仿真,得到了具有明显成簇现象的UWB信道的功率延迟分布.仿真结果与已公布的UWB信道实测结果具有很好的相似性.