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基于测量的高铁宽带无线信道莱斯K因子研究 被引量:7
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作者 周涛 陶成 +2 位作者 刘留 谈振辉 孙溶辰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期72-78,共7页
随着高速列车与地面间通信需求的提高,现有窄带铁路列控系统(GSM-R)将向未来基于LTE的宽带铁路通信系统(LTE-R)平滑演进。无线信道测量与参数提取是设计新一代高铁通信系统的前提。莱斯K因子是表征信道衰落程度的重要参数,因此研究高铁... 随着高速列车与地面间通信需求的提高,现有窄带铁路列控系统(GSM-R)将向未来基于LTE的宽带铁路通信系统(LTE-R)平滑演进。无线信道测量与参数提取是设计新一代高铁通信系统的前提。莱斯K因子是表征信道衰落程度的重要参数,因此研究高铁宽带无线信道的K因子特征具有重要意义。本文基于郑西(郑州—西安)高铁高架桥场景信道测量数据,分别提取窄带和宽带K因子。分析窄带K因子的时频变化特性,建立基于收发端相对距离的窄带K因子统计模型。探索宽带K因子随信道带宽变化的规律,给出基于信道带宽的宽带K因子统计模型。最后,讨论了不同多径时延的K因子特征。 展开更多
关键词 高铁无线信道 高架桥 信道测量 莱斯K因子 LTE-R
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高速铁路宽带无线信道测量方法研究 被引量:17
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作者 刘留 陶成 +2 位作者 邱佳慧 余立 董伟辉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期48-53,共6页
高速铁路的发展要求与之配套的车地宽带无线通信系统得到相适应发展。一方面为乘客提供通信服务,除基本语音服务外,宽带数据业务的需求呈上升趋势;另一方面为保障列车安全运行,列车关键部件的大量实时状态信息需要及时传输到地面监控中... 高速铁路的发展要求与之配套的车地宽带无线通信系统得到相适应发展。一方面为乘客提供通信服务,除基本语音服务外,宽带数据业务的需求呈上升趋势;另一方面为保障列车安全运行,列车关键部件的大量实时状态信息需要及时传输到地面监控中心。因此,构建适应高铁环境的宽带无线接入系统势在必行。高铁无线信道模型是通信系统设计的基础,本文以高速铁路宽带无线接入为应用场景,分析高铁无线信道测量的特殊性,讨论经典信道测量方法和设备在高铁场景下的优缺点,研究了基于无线蜂窝的高铁宽带无线信道的测量方法。 展开更多
关键词 高铁无线信道 信道测量 时变信道
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基于WCDMA的高铁宽带无线信道测量方法研究 被引量:4
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作者 周涛 陶成 +2 位作者 刘留 孙溶辰 谈振辉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期55-60,共6页
随着高速铁路的发展,高速铁路车地间的通信数据越来越多,因此迫切需要建立新一代高速铁路宽带无线接入系统。信道特性是无线通信系统设计的基础,传统无线通信系统的信道测量方法很难或不适合用于高铁场景下的信道测量。本文研究一种基... 随着高速铁路的发展,高速铁路车地间的通信数据越来越多,因此迫切需要建立新一代高速铁路宽带无线接入系统。信道特性是无线通信系统设计的基础,传统无线通信系统的信道测量方法很难或不适合用于高铁场景下的信道测量。本文研究一种基于现有蜂窝网络WCDMA的高铁宽带无线信道在途测量方法,并以Sora(Soft Radio)软件无线电平台为基础,通过应用开发与硬件扩展,改制了一种低成本、便携式信道测量仪MSounder(Mobile Sounder)。通过射频矢量信号发生器、信道衰落模块和MSounder搭建的无线信道测量半实物仿真平台进行校准测试,测试结果与预设信道模型相匹配。该方法可用于高铁无线信道的实际测量与模型建立。 展开更多
关键词 WCDMA 高铁无线信道 信道测量 SORA 信道测量仪
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高速铁路公众宽带通信接入体制与关键技术综述 被引量:12
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作者 章嘉懿 谈振辉 +2 位作者 于晓溪 王海波 张令文 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期46-53,共8页
为高速列车旅客提供稳定的宽带无线接入网络服务是需要解决的问题。本文首先比较国内外现有的几种高速铁路宽带无线接入方案,指出它们各自的优缺点;然后阐述在高速铁路特殊场景下公众宽带通信接入网络建设面临的主要难题,包括多普勒频... 为高速列车旅客提供稳定的宽带无线接入网络服务是需要解决的问题。本文首先比较国内外现有的几种高速铁路宽带无线接入方案,指出它们各自的优缺点;然后阐述在高速铁路特殊场景下公众宽带通信接入网络建设面临的主要难题,包括多普勒频移、多径效应、穿透损耗和快速切换等;最后探讨认知无线电、压缩感知、OFDM、MIMO和RoF等技术在高速铁路公众宽带通信接入网络上应用的可行性。 展开更多
关键词 高速铁路 宽带无线接入 网络架构
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无线信道测量设备系统响应消除问题研究 被引量:7
5
作者 李其昌 刘留 +2 位作者 陶成 卢艳萍 肖湘 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1878-1887,共10页
信道测量是获取信道特性最有效最直接的方式之一。随着测量带宽的增加,测量精度的提升以及测量指标的丰富,在无线信道测量过程中消除测量设备系统响应成为不可忽视的重要步骤。研究了测量设备系统响应对客观物理信道的影响,并提出了一... 信道测量是获取信道特性最有效最直接的方式之一。随着测量带宽的增加,测量精度的提升以及测量指标的丰富,在无线信道测量过程中消除测量设备系统响应成为不可忽视的重要步骤。研究了测量设备系统响应对客观物理信道的影响,并提出了一种消除测量设备系统响应的理论方法。通过实验室模拟测试与实地场景测量的实测数据,验证了所提出方法的可行性,同时分析了影响测量设备系统响应的客观因素以及采样色散对信道冲击响应的影响。 展开更多
关键词 信道测量 信道冲击响应 系统响应消除 采样色散
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高速铁路平原场景无线信道小尺度衰落特征的研究 被引量:5
6
作者 刘留 陶成 +1 位作者 邱佳慧 陈后金 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期41-46,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 高铁无线信道 平原模型 K因子 多径时延 DOPPLER
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U型槽无线信道多径传播特性测量与建模方法的研究 被引量:3
7
作者 邱佳慧 陶成 +1 位作者 刘留 谈振辉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-48,共9页
作为建立和优化数字通信系统的基础工作之一,信道测量与建模一直是人们关注和研究的焦点。本文总结了常用的信道探测方法和多径提取方法,分析了TDL和CDL 2种建模方法的原理:同时以高铁U型槽实际信道测量数据为例,从时延特性和频域相关性... 作为建立和优化数字通信系统的基础工作之一,信道测量与建模一直是人们关注和研究的焦点。本文总结了常用的信道探测方法和多径提取方法,分析了TDL和CDL 2种建模方法的原理:同时以高铁U型槽实际信道测量数据为例,从时延特性和频域相关性2个方面对信道频率选择性衰落特性进行分析,归纳了两者之间的关系;针对宽带测量的簇模型,研究了常见的簇模型参数;针对特殊场景(如高速条件)下的信道非平稳特性,分析了多径的"生灭"特性。 展开更多
关键词 信道测量 多径识别 TDL CDI. 多径参数 非平稳特性
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适合高速铁路通信的多天线技术研究 被引量:1
8
作者 王海波 尹学锋 《电信科学》 北大核心 2011年第2期40-44,共5页
迅猛发展的高速铁路对宽带无线接入技术提出了新的挑战,特别是现有蜂窝移动网络标准中广泛使用的MIMO技术在高速铁路场景下能否有助于提高频谱效率成为一个重要的问题。本文针对高速铁路场景下的列车与轨道沿线发射塔之间的无线信道特... 迅猛发展的高速铁路对宽带无线接入技术提出了新的挑战,特别是现有蜂窝移动网络标准中广泛使用的MIMO技术在高速铁路场景下能否有助于提高频谱效率成为一个重要的问题。本文针对高速铁路场景下的列车与轨道沿线发射塔之间的无线信道特性研究了一种最大化小区边缘信道容量的多天线设置方式,并将其性能和传统的天线设置方式进行了对比。仿真结果表明,本文所采用的方法在不同的小区边缘低信噪比环境下、小区边缘附近的不同位置上和不同的K因子环境下都取得了优于传统天线间隔的信道容量。 展开更多
关键词 高速铁路 MIMO 信道容量 直射径
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2.35 GHz 高速铁路宽带无线信道时间色散分析
9
作者 邱佳慧 陶成 +1 位作者 刘留 谈振辉 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期38-43,共6页
基于高铁场景的信道测量与分析,有利于宽带无线通信系统在高铁上的实现和优化。本文以速度为200km/h的郑西高铁高架桥环境下宽带无线接入为应用背景,对2.35GHz频点下50MHz带宽的无线信道进行测量。基于实测数据,将列车穿越发射机的信道... 基于高铁场景的信道测量与分析,有利于宽带无线通信系统在高铁上的实现和优化。本文以速度为200km/h的郑西高铁高架桥环境下宽带无线接入为应用背景,对2.35GHz频点下50MHz带宽的无线信道进行测量。基于实测数据,将列车穿越发射机的信道变化过程划分为4个区域(RA,TA,CA,AA),并从频域和时域两个角度对不同区域中的高铁无线信道特性进行分析。讨论频域的相关散射特性,研究时域的时延扩展特性,阐述在不同区域中信道特性变化的原因,验证了通过频域相关和rms时延扩展两种方法得到的相干带宽的一致性。 展开更多
关键词 高速铁路 宽带信道测量 频域相关性 时域延迟扩展 相干带宽
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移动终端辅助的异构无线网络协作定位算法
10
作者 丁根明 谈振辉 +1 位作者 张金宝 张子淇 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期237-244,共8页
为消除非视距传播导致的定位误差,提出了一种蜂窝网和Ad Hoc组成的异构无线网络的一种基于多源信息融合的协作定位算法。该算法首先测量待定位移动终端分别与基站和具备GPS接收机的协作移动终端之间链路的到达时间和接收信号强度信息,... 为消除非视距传播导致的定位误差,提出了一种蜂窝网和Ad Hoc组成的异构无线网络的一种基于多源信息融合的协作定位算法。该算法首先测量待定位移动终端分别与基站和具备GPS接收机的协作移动终端之间链路的到达时间和接收信号强度信息,通过数据融合算法以及所提出的拓展的范围缩放算法来获取最终的估计位置。仿真结果表明,该协作定位算法比其他传统算法能获取更高的定位精度和稳定度,并能接近理论上计算得出的定位误差克拉美-罗下界。 展开更多
关键词 异构无线网络 数据融合 协作定位 非视距(NLDS) 克拉美 罗下界(CRLB)
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隧道环境下无线信道特性分析 被引量:7
11
作者 孙溶辰 宋坤 +3 位作者 陶成 刘留 谈振辉 汤斌 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期58-66,共9页
对隧道中电磁波传播特性进行研究是发展隧道环境下无线通信系统的基础。近年来,研究人员多关注于隧道环境下的电波传播特性,而较少考虑到车体对通信系统性能的影响。在车体的影响下,信号在穿越车体时会发生功率损耗,同时反射物的增加会... 对隧道中电磁波传播特性进行研究是发展隧道环境下无线通信系统的基础。近年来,研究人员多关注于隧道环境下的电波传播特性,而较少考虑到车体对通信系统性能的影响。在车体的影响下,信号在穿越车体时会发生功率损耗,同时反射物的增加会使反射线增多,其对信号功率在车体内的分布、天线相关性、角度特征以及MIMO性能的影响还需要进一步研究。使用射线跟踪法,在隧道环境下引入车体模型,分析对比了有车和无车时的车体内功率分布与路径损耗,并从角度特征、天线相关性、特征值、容量等方面分析各类因素对MIMO性能的影响,为隧道环境下应用多天线技术提供参考依据。 展开更多
关键词 隧道 射线跟踪 路径损耗 车体 信道容量
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超宽带室内定位关键技术 被引量:28
12
作者 张令文 杨刚 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2013年第6期706-713,共8页
超宽带信号的高时间分辨率特性非常适合用于室内场景下的精确定位。本文回顾了超宽带系统位置估计问题,首先介绍了超宽带(Ultra wideband,UWB)定位系统的特点,然后给出了定位基本原理,指出了超宽带定位系统设计中面临的两个重要挑战,分... 超宽带信号的高时间分辨率特性非常适合用于室内场景下的精确定位。本文回顾了超宽带系统位置估计问题,首先介绍了超宽带(Ultra wideband,UWB)定位系统的特点,然后给出了定位基本原理,指出了超宽带定位系统设计中面临的两个重要挑战,分别是超宽带信号采样问题和到达时间参数估计问题,应用压缩感知理论解决问题并给出了最新研究成果,最后描述了一种精密实时的UWB商用定位系统。 展开更多
关键词 超宽带 室内定位 测距 到达时间
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高速铁路场景大尺度传播模型与时频色散特性研究 被引量:3
13
作者 刘留 周涛 +1 位作者 陶成 陈后金 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期54-61,共8页
随着高速铁路的快速发展,未来高速铁路无线通信系统要求同时支持列车控制、面向运行安全的在途检测数据传输以及旅客信息服务。无线信道是无线通信系统设计的基础,准确认知无线信道的传播特性是设计无线通信系统的前提条件。然而,现有... 随着高速铁路的快速发展,未来高速铁路无线通信系统要求同时支持列车控制、面向运行安全的在途检测数据传输以及旅客信息服务。无线信道是无线通信系统设计的基础,准确认知无线信道的传播特性是设计无线通信系统的前提条件。然而,现有高速铁路宽带信道传播特性的研究存在一定空白,无法为下一代高速铁路无线通信系统的设计提供足够参考。本文基于标准信道探测仪获取的测量数据,研究高速铁路信道的大尺度和小尺度衰落特性。统计路径损耗和阴影衰落参数,建立高速铁路典型场景的大尺度传播模型。根据提取的多径时延、多普勒和角度相关参数,探讨高架桥和U形槽场景的信道时间色散、频率色散以及空间色散特性。 展开更多
关键词 高速铁路信道 大尺度传播 时间色散 频率色散 空间色散
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莱斯信道下分布式大规模MIMO系统基站选择算法的研究 被引量:3
14
作者 李泳志 陶成 +2 位作者 刘留 卢艳萍 刘凯 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期856-862,共7页
该文考虑一种分布式大规模MIMO系统,假设基站端与用户之间的信道为莱斯信道,研究了该系统中基站选择的算法。首先给出了系统采用匹配滤波和迫零预编码时,用户下行可达速率的闭式表达式,并分析了系统的功率效率性能。然后基于此闭式表达... 该文考虑一种分布式大规模MIMO系统,假设基站端与用户之间的信道为莱斯信道,研究了该系统中基站选择的算法。首先给出了系统采用匹配滤波和迫零预编码时,用户下行可达速率的闭式表达式,并分析了系统的功率效率性能。然后基于此闭式表达式,以最大化系统的频谱效率为目标,提出了基于增量选择和基于用户优先级的基站选择算法。这两种算法只需要系统获取基站端与用户之间的信道统计特征信息,从而有效降低了系统开销。仿真结果表明,所提出的两种基站选择算法性能仍能逼近最优算法。特别地,当采用匹配滤波预编码且基站端天线数趋于无穷时,基于用户优先级的基站选择算法优于基于增量选择的算法。 展开更多
关键词 大规模MIMO 分布式 莱斯信道 基站选择 频谱效率
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高速铁路无线信道测量与信道模型探讨 被引量:9
15
作者 刘留 陶成 +1 位作者 余立 董伟辉 《电信科学》 北大核心 2011年第5期54-60,共7页
我国高速铁路(简称"高铁")建设取得了举世瞩目的成就,高铁车地通信问题也成为学术界、产业界研究的热点,本文分析了高铁信道模型的特点,回顾了高铁信道测量和研究的已有成果,归纳了现阶段标准化组织高铁信道提案和模型,研究... 我国高速铁路(简称"高铁")建设取得了举世瞩目的成就,高铁车地通信问题也成为学术界、产业界研究的热点,本文分析了高铁信道模型的特点,回顾了高铁信道测量和研究的已有成果,归纳了现阶段标准化组织高铁信道提案和模型,研究了高铁无线信道测量和建模的特殊问题,如不同覆盖方式信道模型的差异,小区重叠时无线信道特征,高铁信道互易性问题,非平稳相关散射特征,基于马尔科夫链生灭过程时变信道等问题。 展开更多
关键词 高速铁路 无线信道 信道测量 信道模型
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基于低精度量化的大规模MIMO-OFDM系统可达速率的研究 被引量:3
16
作者 陶成 郑文博 +1 位作者 李泳志 刘留 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2294-2300,共7页
该文针对大规模MIMO-OFDM系统,研究当基站端仅配备低精度模数转换器且采用最大比合并(MRC)接收算法时系统中用户可达速率的性能。通过采用加性量化噪声模型(AQNM)将非线性量化函数转化为线性量化函数,首先推导得出用户上行可达速率的闭... 该文针对大规模MIMO-OFDM系统,研究当基站端仅配备低精度模数转换器且采用最大比合并(MRC)接收算法时系统中用户可达速率的性能。通过采用加性量化噪声模型(AQNM)将非线性量化函数转化为线性量化函数,首先推导得出用户上行可达速率的闭式表达式。然后基于此表达式,将具备低精度模数转换器系统与传统具有无穷精度的模数转换器系统性能进行分析比较。最后将该文所得到的结果进行仿真分析。同时,该文还指出通过增加基站端天线数目可以弥补由于低精度模数转换器所造成的系统性能的损失。 展开更多
关键词 MIMO—OFDM 低精度量化 加性量化噪声模型 可达速率
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基于传播图理论的隧道场景无线信道模型构建与验证 被引量:5
17
作者 张嘉驰 陶成 +2 位作者 孙溶辰 谈振辉 刘留 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期46-54,共9页
针对非视距NLOS(Non Line of Sight)隧道环境的特殊性,基于传播图理论提出通过细化散射点间传递函数的方法提高隧道信道建模精度。构建隧道几何模型,并将模型划分为多个散射点集合,电磁波的传播路线可表述为点集合的排列,通过相邻点集... 针对非视距NLOS(Non Line of Sight)隧道环境的特殊性,基于传播图理论提出通过细化散射点间传递函数的方法提高隧道信道建模精度。构建隧道几何模型,并将模型划分为多个散射点集合,电磁波的传播路线可表述为点集合的排列,通过相邻点集合间子传递函数的级联可得到该路线的传递函数。引入点集合间转移概率的概念描述其可视情况,用传播路线上相邻点集合间转移概率之积调整该路线的传递函数。所有路线传递函数之和即为信道频域传递函数,进而得到信道冲激相应CIR(Channel Impulse Response),并与相同环境下实际信道测量结果进行对比。在此基础上分析多天线相关性、角度分布与信道容量,发现隧道中密集的反射会导致天线间相关性较高及信道矩阵退化。 展开更多
关键词 隧道环境 无线信道建模 传播图信道建模理论 转移概率 信道容量
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基于实际城区场景的TD-LTE异构网络性能研究 被引量:8
18
作者 祝炜凯 赵竹岩 +1 位作者 康剑锋 谈振辉 《电信科学》 北大核心 2012年第9期47-51,共5页
本文对密集城区环境下的实际TD-LTE网络部署进行了研究。通过系统级仿真对宏小区/微小区、宏小区/家庭基站小区、宏小区/微小区/家庭基站小区3种异构网络的下行系统性能进行研究,并与单一宏小区的网络部署场景进行了比较。对实际城区环... 本文对密集城区环境下的实际TD-LTE网络部署进行了研究。通过系统级仿真对宏小区/微小区、宏小区/家庭基站小区、宏小区/微小区/家庭基站小区3种异构网络的下行系统性能进行研究,并与单一宏小区的网络部署场景进行了比较。对实际城区环境下的信号传播损耗模型和用户分布进行了三维空间建模。通过比较4种不同TD-LTE网络部署方案下,位于不同楼层高度室内用户的性能,得出异构网络中不同小区(宏小区、微小区和家庭基站小区)的覆盖和容量特性。 展开更多
关键词 异构网 宏小区 微小区 家庭基站小区 TD-LTE
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GSM频段主用户频谱占用情况的测量和建模研究 被引量:4
19
作者 贾媛媛 谈振辉 +1 位作者 黄清 周志艳 《电信科学》 北大核心 2011年第6期79-83,共5页
为获得GSM900频段主用户频谱的占用情况,利用频谱分析仪对北京部分地区850~970 MHz频段频谱进行了定点测量。通过MATLAB软件对测量数据进行分析和建模,得出GSM900频段主用户的频谱占用情况及其到达模型。研究发现,此段频谱的平均占用度... 为获得GSM900频段主用户频谱的占用情况,利用频谱分析仪对北京部分地区850~970 MHz频段频谱进行了定点测量。通过MATLAB软件对测量数据进行分析和建模,得出GSM900频段主用户的频谱占用情况及其到达模型。研究发现,此段频谱的平均占用度只有2.33%,主用户到达时间间隔服从负指数分布的修正形式,为认知无线电用户选择频谱提供了参考,并为链路级仿真中主用户占用模式的确立提供了理论支持。 展开更多
关键词 GSM900频段 主用户 到达时间 认知无线电 能量检测
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基于测量的6GHz频段大规模多天线信道容量的研究 被引量:6
20
作者 雷勇 刘留 +3 位作者 陶成 吴钰浩 刘妍 周涛 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期545-552,共8页
目前,大多数大规模多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统信道特性的研究都是针对理想的独立同分布瑞利信道条件,其传播环境为"适宜的",即大规模MIMO系统中各子信道是正交的.但在实际的物理信道中,其传播条件是&... 目前,大多数大规模多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统信道特性的研究都是针对理想的独立同分布瑞利信道条件,其传播环境为"适宜的",即大规模MIMO系统中各子信道是正交的.但在实际的物理信道中,其传播条件是"非适宜的",对"非适宜"条件下大规模MIMO系统信道特性的研究尤为重要.文章基于校园室外场景在6GHz频段下进行实地无线信道测量,利用奇异值分解,探讨了真实环境中各子信道的正交性,并进行了信道容量的计算和对比.分析结果表明,随着天线数的增加,正交性明显得到提升,当发射端天线数十倍于接收天线数时,容量值提升最为明显,相比于独立同分布的瑞利信道,真实的传播环境下,各子信道并非完全正交,容量值也存在一定的差距,说明在"非适宜"条件下,大规模多天线系统性能并没有获得满增益. 展开更多
关键词 大规模MIMO 适宜传播 奇异值 信道测量 信道容量
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