1、式中代表接收功率代表接收信号的相位角代表相对时延。对其时域表达式进行傅里叶变换可得到其频域冲击响应的表达式，其窄带系统的频域表达式如式所示。已知矩阵可以表示为由通过方法可以求得发射天线到接收天线过程中的信道冲击响应，然后构建信道矩阵，对进行归化后，利用公式可计算得到系统信道容量。归化条件为，万方数据单位代码密级公开专业学位硕士论文论文题目粗糙度对无线信道传播特性影响的研究高立东刘芫健副教授工程硕士申请全日制申请电子与通信工程年月学号姓名导师专业学位类别类型专业领域论文提交日期万方数据万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢。
2、矩阵粗糙度及其对传播参数的影响频率同波长的关系时延的正确性验证仿真模型仿真参数仿真结果信噪比与信道容量关系的正确性验证仿真模型仿真参数仿真结果本章小结第三章室内复杂环境下信道建模与仿真仿真模型仿真参数载波频率为粗糙度对信道参数的影响粗糙度对接收功率影响粗糙度对均方根时延扩展的影响粗糙度对信道容量的影响载波频率为粗糙度对信道参数的影响粗糙度对接收功率的影响粗糙度对均方根时延扩展的影响粗糙度对信道容量的影响本章小结第四章长直矿井巷道环境信道建模与仿真仿真模型仿真参数载波频率为粗糙度对信道参数的影响粗糙度对接收功率的影响万方数据粗糙度对均方根时延扩展的影响粗糙度对信道容量的影响载波频率为粗糙度对信道参数的影响粗糙度对接收功率的影响粗糙度对均方根时延扩展的影响粗糙度对信道容量的影响本章小结第五章。
3、模基本原理信道矩阵利用方法可以得知从发射天线发出，在传播媒质传播并发生直射反射透射绕射等电磁现象后，最终到达接收天线的电波传播路径，结合电磁场反射定律透射定律致性绕射理论可以求得到达接收天线的功率时延功率损耗因子反射系数和透射系数等信息，进而求得接收功率均方根时延扩展信道冲击响应等参数。其计算公式如式所示。式中代表每条射线的接收功率代表每条射线从发射天线发出的发射功率代表发射天线的方向系数代表接收天线的方向系数为第条射线经过实际传播路径到达接收点的功率损耗因子，其中，和为反射系数和透射系数。通过式可以求出从发射天线到接收天线的射线的接收功率，并把所有到达接收端的射线的能量相加，从而计算得到接收端的总接收功率。每对发射天线和接收天线之间的信道冲激响应时域计算公式为。
4、。除去以上两种情况，则射线或者此射线的反向延长线和平面相交，此时参数可通过如下公式计算得出若，则表明射线同平面的交点在此射线上。从而求的交点坐标，连接此点和交点得到矢量。实际环境中，平面的范围是有限的，而且通常为矩形，此处用个顶点和过该顶点的两条矩形边矢量这两条矩形边矢量相互垂直，其分别用来表示，从原点到此顶点的线段用矢量表示。若下面的两个公式同时成立则说明射线同平面的交点在矩形内，也就是表明射线同物体相交会发生反射现象和透射现象。在电磁波传播过程中，是否会发生绕射现象需要判断射线是否照射到障碍物的棱角边缘。信道容量计算采用方法研究系统信道容量的基本思路是首先，对仿真环境进行建模。然后，在构建的仿真环境中，设置发送接收天线并配置相关参数，如建筑物电参数发送。
5、镶嵌次数增加时波前变小，射线和相邻射线之间间隔对于所有邻边射线几乎相同。所有跟踪的源射线数目为，其中，表示镶嵌次数。波前内顶点边顶点原顶点图二十面体的镶嵌示意图对射线的追踪是个复杂的递归过程，当射线遇到障碍物或物体边缘时会进步产生更多射线。所以，射线数量随着障碍物数量的增加会呈指数增长，。射线的接收射线从点源发射出去后经过反射透射绕射等电磁现象后是否可以被接收的依据为是否可以到达接收球，即接收球的判收。接收球半径的大小对于计算结果的准确性有很大影响。般来说，接收球半径应该同其从发射点到接收点的传播路径成正比关系。也就是说当传播路径长度不同时，与其对应的接收球半径也不同。用数学公式可以表示为万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章基于方法信道建模基本原理上式中，表示。
6、则直接进行判收并计算接收场，同时开始跟踪另条新的射线。若发现射线同障碍物相交则将射线会被分为折射射线和反射射线，反射射线和折射射线的振幅可通过平面波的反射系数和折射系数求得。对新产生的射线需要再次进行求交运算，以此方式递归执行，直至超过树的最大层数或射线强度降到门限值以下，至此射线追踪过程结束。求交运算是射线追踪过程的主要运算之。求交的目的就是判断电波在传播过程中是否与墙体门窗或其他障碍物相交，进而判断其是否发生反射透射绕射等电磁现象。假设，射线起点为，方向为的参数方程如下式所示。万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章基于方法信道建模基本原理上式中平面方程可表示为如下形式。当时，可得出此平面同射线平行的结论。当时，射线出于此平面。
7、弯曲矿井巷道环境下信道建模与仿真非视距传播环境下信道建模仿真模型仿真参数载波频率为粗糙度对信道参数的影响载波频率为粗糙度对信道参数的影响不同载波频率下粗糙度对信道容量的影响仿面体。如图所示，正二十面体包含个正三角形多面体个顶点条边，每个顶点连接着个正三角形面，。以规则方式再次细分该十二面体可以提高角度分辨力。通常采用的方式是把此正二十面体的每个正三角形表面规则地嵌入大小相等的小正三角形，即将原来的正三角形划分成若干大小相等的正三角形。万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章基于方法信道建模基本原理波前图波前分割示意图图是镶嵌次数为时正二十面体的镶嵌示意图。由图可知对于穿过内部顶点和边上顶点的那些射线，波前变成了正六面体。因此，射线波前在正二十面体表面上既有六边形又有五边形。当。
8、接收天线频段等。从而，构建通信系统。最后，利用方法可以求得其接收功率均方根时延扩展信道冲击响应等参数，从而计算系统的信道矩阵，即矩阵。需要注意的是，在计算过程中要对信道的冲击响应进行归化处理。系统的信号模型可以表示为式中代表的接收天线接收的信号矢量代表发射天线发送的信号矢量万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章基于方法信道建模基本原理代表服从独立同分布特性的加性复白高斯噪声矢量，每分量的方差为是信道矩阵，其中第行，第列矩阵元素表示为，其为窄带系统的频率响应和分别是发射天线和接收天线的天线数目。容量是代表通信系统在无差错传输条件下的最大信息传输速率，系统的系统容量可以用如下公式计算式中表示单位矩阵其维数为，两者致之中较小。
9、下，多输入多输出，简称技术可以很大程度地提高信道容量和频谱利用率，因此受到了各国研究人员的广泛关注。在矿井巷道室内复杂环境等条件下，粗糙度是无线信道中比较重要的因素。本文基于入射及反弹射线法研究了粗糙度对无线信道中电波传播特性和信道容量的影响。本文的仿真分析为通信系统研究设计提供了理论依据。本文的主要内容及所作的贡献如下介绍了射线追踪方法的基本理论，阐述了基于入射及反弹射线法研究无线信道中电波传播特性的基本原理。利用基于入射及反弹射线法的软件在矿井巷道环境中进行仿真分析，预测了接收功率和均方根时延扩展等传播特性，同时仿真得到信噪比和信道容量的关系。通过本文仿真结果与已知文献的测量结果对比，致性良好，从而验证了本文所用仿真方法的正确性。在室内复杂环境下，仿真分析了建筑物表面粗糙度对无线信道。
10、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研究生签名导师签名日期万方数据摘要在不增加发射功率和提高带宽的条件。
11、播路径表示射线扇形张角表示接收球半径。，到达射线邻近射线接收球发射点源图射线接收示意图射线的跟踪通过射线跟踪找到由发射点到达接收点的电波传播路径，由发射机发射的能量将沿着这些传播路径到达接收点。整个寻找电波传播路径的过程可以安排和存储在被称为“射线跟踪树”的数据结构中。源点发射点为树的根节点，此根节点是射线跟踪的起始，树的分支是所要跟踪的射线，树的子节点为当射线在传播过程中遇到障碍物后发生发射或折射的点。值得注意的是，射线在传播过程中，遇到障碍物时发生的反射现象和折射现象服从反射定律和折射定律。总起来说，“射线跟踪树”包含了有关射线跟踪的详细信息。计算机程序对射线跟踪树完整的执行以后，就完成了射线跟踪过程。在此过程中要检测射线是否同物体障碍物相交，即进行求交运算。若射线没有与障碍物相交。
12、的个为信噪比为发射天线数目表示对信道矩阵矩阵进行复共轭转置运算为中第行，第列矩阵元素，其代表窄带系统的频率响应，。矩阵其形式为其中，和分别代表发射天线和接收天线的天线数目。利用方法求得后，必须对其进行归化后才能利用式对信道容量进行计算。式表示对矩阵进行归化处理。信噪比有两种产生信噪比，简称，本文用表示的方法，第种是指定信噪比，文献均采用这方法。第二种方法是对所有到达射线的功率进行求和然后除以设定地噪声功率值，从而得到信噪比。本文在对室内环境模型下的通信系统进行仿真研究时，采用第种方法，即设定信噪比为固定值。在对西山矿井巷道环境下的通信系统模型进行仿真研究时，采用第二种方法。万方数据南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第二章基于方法信道。
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