三维空间域多径信道模型的AOA和TOA特性分析

在三维空间域提出了一个几何模型,其散射椭圆半球体的中心在移动台(MS),基站(BS)被置于散射球体外部。该模型可以在方位角和仰角平面同时描述多径波的到达角度和到达时延,据此推导出电磁信号分别在MS和BS端关于到达角度的联合、边缘概率密度函数封闭式表达式。除此之外还推导出到达时延的联合概率密度函数的封闭式表达式。该三维模型适用于低MS天线和高BS天线且重要散射体分布在移动台附近的室外宏蜂窝通信环境。此外还对数值仿真实验获得的理论数据进行分析比较,进一步验证信道参数估计结果符合理论和经验。     

数字化变电站无线监测系统信道分析

根据变电站内电气设备和监测系统收发天线的相对位置关系,推导出不同区域的基于圆形模型、半圆模型和椭圆模型到达角度的概率密度函数,给出适合不同区域的散射体分布模型,为数字化变电站内无线通信的实现提供支撑。     

室内环境下指数分布非对称几何统计信道模型

室内微环境下复杂的物理环境具有不规则性,造成实际无线信道参数和理想环境下的参数值有较大差别。为此,提出一种基于散射体呈指数分布的、非对称室内传输环境的统计信道模型。推导小尺度衰落多径效应造成的角度、时间等相关无线信道参数。求解信号的TOA/AOA联合概率密度函数,以及无线信号到达角度的概率密度函数。仿真结果表明,与散射体均匀分布及对称模型相比,该模型所推导的相关无线信道参数更适用于实际信道环境。     

基于空心半球体统计信道模型的AOA&TOA研究

针对某些特殊的微小区移动通信环境,比如空旷的广场或者大型购物商厦等,移动台(Mobile station,MS)周围散射体可能很少,甚至于为零,在已有模型基础上建立了一种新的3 D空间模型——空心半球体空间模型。散射体均匀分布在移动台附近空间内,而基站(Base station,BS)的位置在离地面有一定的高度。在水平平面和垂直平面内分别推导出来波信号的到达角度(Angle of arrival,AOA)的概率密度函数表达式,另外也研究了信号到达时间(Time of arrival,TOA)的概率密度函数。估计结果与某些2 D和3 D模型对比,表明本模型的信道参数估计符合以往的理论,对空间统计信道模型的研究和应用提供了有效的支持与拓展。     

宏蜂窝环境下远距离散射的统计信道模型

针对在郊区或多山的传播环境中,因山脉或大的建筑群而引起传播信号散射形成的基站和移动台都不在散射区域内的远距离散射信道模型,研究了其统计几何信道传播模型,推导了到达时间/到达角联合概率密度函数、到达时间边缘概率密度函数,发射端离开角与接收端到达角边缘概率密度函数的解析表达式,并通过仿真给出了概率密度函数与信道特性参数之间的关系,概率密度函数的推导为远距离散射信道模型空间特性的分析提供了参考。     

降雨环境下的多阶散射蜂窝系统信号特性分析

为精确研究信道模型的空间和时间特征,提出一种基于椭圆几何并考虑降雨衰减效应的郊区密集乔木林区多阶散射信道模型。推导一阶与二阶散射系统波达信号的到达时间(TOA)和到达角(AOA)的联合概率密度函数(PDF),对该模型进行仿真。仿真结果表明,随着降雨强度的增加,经历多阶散射的波达信号到达时间将产生显著延迟,概率密度更加接近均匀分布,且阶数越高,降雨作用的影响越明显。仿真结果有利于进一步研究蜂窝通信系统功率延迟分布,推导降雨环境下的循环前缀,分析OFDM系统的性能。     

水声环境UWA信道散射模型参数仿真分析

针对水下无线通信场景,引入了一种更接近实际环境的圆盘散射模型,假设散射体分布在以接收端Rx（Receiver）为中心的圆盘内,且散射体密度距离圆盘中心越近越密,距离越远越稀疏。引用极坐标对散射体的分布进行建模,简化计算复杂度,并推导出到达时间（Time-Of-Arrival,TOA）和到达角（Angle-Of-Arrival,AOA）以及发射角（Angle-Of-Departure,AOD）和AOA的联合概率密度函数（Probability Density Function,PDF）,以及发射角（Angle-Of-Departure,AOD）和AOA的联合PDF。再根据联合分布推导出TOA、AOA和AOD的边缘PDF。分析了所提出的圆盘水声（Underwater Acoustic,UWA）信道模型的平均时延和时延扩展。基于以上研究结果,为水声信道系统分析提供了一个重要的信道模型工具。     

室外3D散射信道中ULA/UCA天线MIMO性能分析

为更好地解决室外三维(3D)空间域的移动通信问题,提出了一种新型室外3D空间域散射信道统计模型,主要研究MIMO多天线系统的接收性能。在宏蜂窝小区移动通信环境中,模型能够估计多径衰落信道的重要空间信道参数,首先推导了多径衰落信道的到达角(Angle of Arrival,AOA)概率密度分布。此外模型在设置多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)多天线的均匀线性阵列(Uniform Linear Array,ULA)和圆形阵列(Uniform Circular Array,UCA)的基础上,分析了波达信号不同方位角分布对散射信道中MIMO性能的影响因素,包括MIMO空间相关性、信道容量以及天线阵列配置。数值仿真结果与3D多径衰落信道模型对比,表明本模型的信道参数估计符合理论和实际的通信环境,为评估MIMO天线接收系统与仿真无线通信系统提供了创新性的研究。     

三维空间椭圆信道模型及其均匀矩形阵列研究

为研究无线多输入多输出(MIMO)系统信道特性,在考虑无线信道模型的信号传播复杂性与空间性的基础上,提出一种适用于户外环境的三维空间椭圆信道模型,并在其收发端设置均匀矩形阵列(URA)。利用该模型分析MIMO天线系统性能,推导出到达角、到达时间的概率密度函数表达式,并研究影响URA空间相关性与信道容量的因素。理论分析与实验结果表明,在基于URA的三维空间椭圆信道模型中,方位扩展角(AS)是影响URA空间相关性的主要因素,而收发端天线间距也会对URA信道容量产生一定影响,该结论对于无线信道模型的应用范围扩展及天线阵列灵敏度分析具有重要的参考和借鉴价值。     

移动通信宏小区信道模型的信道估计研究

为了有效地削弱无线通信环境中的多径效应并提高信道参数估计的准确性,在散射体非均匀分布下,引入了到达路径物理概念,提出了一种合理的改进型信道模型。此模型能够准确地描述出宏小区环境下的重要空时参数,如波达信号在基站(Base Station,BS)处的到达角(Angle of Arrival,AOA)和到达路径(Range of Arrival,ROA)。同时,由于移动台的移动特性,基站接收信号产生多普勒频移,从而推导出基站处多普勒频移概率分布。将此模型的数值仿真结果与其他信道模型仿真结果进行比较,结果表明参数估计结果符合理论和经验,证明了提出的信道模型更适用于宏小区移动通信环境,延伸了统计信道模型的研究与应用,为仿真无线通信系统提供了有力的工具。