地铁隧道内多径信道的统计特性

由于地铁隧道内电波的多径特性以及特殊的环境结构,其他环境下的电波传播理论不适用.为此,利用射线跟踪法及无线电统计理论分析了典型地铁隧道环境下多径时变信道的时延扩展、多普勒频谱扩展及多普勒频偏.仿真结果表明,多普勒频谱扩展和多普勒频偏随信号频率和列车移动速度的增加而增加,而RMS时延扩展随信号频率的增加而减小.以上结论可以为4G、5G系统在地铁中的应用提供理论依据.

采用双漏缆覆盖的轨道交通LTE-M系统信道的测量研究

下一代轨道交通系统将采用LTE-M系统,并采用多根漏泄电缆(简称漏缆)组成多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统.因此,需要研究漏缆设置与系统性能之间的关系。依据时域信道测量方法与MIMO信道相关理论,在典型的类地铁隧道环境中,测量并分析了1.8GHz频段下基于双根漏缆覆盖的MIMO系统性能,通过测量不同极化方式下的漏缆和接收天线以及不同漏缆间距下的信道信息,分析了信道相关性,发现当接收机天线垂直极化而双漏缆同采用水平极化时MIMO性能最优,相关性大小并不太依赖于漏缆间距.这些结果可对今后LTE-M系统部署提供参考.

用于地铁的OFDM测距雷达的FPGA实现

随着城市中地铁的普及,其安全性受到广泛关注。提出了一种用于地铁的OFDM雷达测距系统以提高地铁的安全性。设计以Xilinx公司的Virtex5系列XC5VLX50T为核心,以ML505为FPGA硬件开发平台,以ISE13.4和Modelsim为软件平台,以AD9280为A/D转换芯片,以AD9708为D/A转换芯片。在硬件实现中运用了FFT算法以及Cordic算法。该系统基于应答式雷达原理,雷达波形采用OFDM信号,通过相位测距法计算列车间距离。系统基带部分的测试结果显示系统误差为2m,具有较高的实用价值。

隧道环境单根泄漏电缆MIMO系统的性能测量

通常多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)系统需要两根以上泄漏电缆来传输不同信息流.研究隧道环境下单根泄漏电缆双向馈入构成2×2 MIMO系统的性能.测量结果发现,单根泄漏电缆MIMO系统的容量与双根泄漏电缆构成的MIMO系统接近,明显优于单输入单输出(single-input single-output, SISO)系统.研究结果可为轨道交通系统LTE-M通信专网设计提供参考.

无线网络中智能超表面部署研究

智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)作为面向未来的改变传播环境的技术,在无线通信系统中起着重要的作用,可通过改变无线信道环境,来改变信号的传播特性,从而能够按需提供无线网络的覆盖和容量。相比传统无线通信的被动适应无线信道,转化为未来无线通信的自适应可重构无线信道。在智能超表面现有工作基础上,研究了智能超表面技术的波束设计、部署特征、部署性能等关键技术。针对上述方向,进一步剖析了其未来应用特性,并从覆盖效率等方面进行了定义。最后通过仿真来定量地分析面板部署的性能和方案,从而充分发挥其在未来无线网络中的覆盖和容量增强优势。

隧道环境下1.8 GHz无线信道测量与分析

基于多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)技术的地铁长期演进系统(long term evolution-metro, LTE-M)将在下一代城市轨道交通列车控制系统中得以应用.由于LTE-M工作于1.8 GHz频段,因此研究在隧道环境下1.8 GHz频段的传播特性非常重要.利用宽带扩频序列以及虚拟MIMO方法,测量并分析了隧道内1.8 GHz频段自由天线的路径损耗、均方根(root mean square, RMS)时延、MIMO容量等传播特性.结果表明:在隧道环境下1.8 GHz频段的路径损耗因子低于自由空间内的路径损耗因子;隧道横截面积的变化会影响电磁波的传播特性; MIMO天线阵规模越大,容量越大;天线间距的变化会引起MIMO容量的变化.

基于随机共振的改进型BPAM信号接收机

为了改善低信噪比条件下基带数字通信中的BPAM信号检测性能,提出了一种新型的基于随机共振的BPAM信号接收机,它在满足经典绝热近似理论的传统随机共振技术基础上,对传统随机共振接收机结构进行改进,从而实现基于码元传输速率的系统参数自适应调整,并通过添加积分环节,进一步提高接收信号的信噪比。对这种新型接收机模型进行了相关的数学建模和误码率性能分析。仿真结果表明,这种新型随机共振接收机与传统的随机共振接收机相比,可以进一步降低BPAM信号的检测误码率。