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《移動通信中無線信道“指紋”特征建?！酚蓵T上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、題目移動通信中的無線信道“指紋”特征建模摘要：近年來，移動通信一直以驚人的速度迅猛發(fā)展，對人類生活及社會發(fā)展產生了巨大的影響。無線信道與周圍的環(huán)境密切相關，不同環(huán)境下的無線信道具有一些差異化的特征。如何發(fā)現并提取這些特征并將其應用于優(yōu)化無線網絡，是當前的一個研究熱點。為區(qū)分不同的無線信道，本文從無線信道小尺度衰落特性出發(fā)，研究了無線信道的時間色散和頻率色散特性，提取了時間色散參數和頻率色散參數，作為無線信道的指紋特征，分別表征信道的時域和頻域特征。根據提取的“指紋”特征，本文對不同場景、不同區(qū)域進行識別與聚類，仿真結果表明本文提出的“指紋”特征與識別聚類算法性能較優(yōu)，可
2、以對不同場景的無線信道進行快速區(qū)分，對不同區(qū)域無線信道進行精確聚類與識別。-2-問題1：無線信道“指紋”特征提取與評價指標建立該部分首先分析了噪聲和濾波器對測量信號的影響，在此基礎上，研究了無線信道的包絡統計特性、自相關函數、多徑強度分布函數、頻率間隔相關函數、多普勒功率譜、時間間隔相關函數等特性，提取了無線信道的時間色散參數和頻率色散參數，并根據濾波器特性定義了新的參數：截斷波動和最小頻率強度，研究了這些參數在不同場景的區(qū)別，從而提煉出所需的“指紋”特征，構建“指紋”特征模型，進一步提出了加權平方評價指標。問題2：基于無線信道“指紋”模型與評價指標的場景識別算法研究該
3、部分研究了兩組測量數據的“指紋”特征，根據評價指標計算公式得到如下計算結果：場景1場景2場景3測量結果1392.616246.6286649.766測量結果23344.3642.20207118.56665從而得出結論：測量結果1屬于場景1，測量結果2屬于場景2。問題3：基于無線信道“指紋”特征的區(qū)域聚類算法研究該部分研究了無線信道的頻率衰落特征、多普勒功率譜特征，基于給出的無線信道指紋特征模型，對問題一中的三種情況加以評述，并將問題2中的兩種情況予以判斷，進一步在第三文中，采用K-means聚類方法，在不同指紋參數的維度對采集樣本進行聚類分析，針對不同指紋特征，分別設
4、計了分類器結構。該聚類方法提取出7類聚類中心，將150m真實信道分為13段，并具體分析了各段的特征和物理含義。-3-問題4：基于無線信道“指紋”特征的區(qū)域高精度定位算法研究該部分針對無線信道“指紋”特征，對問題3的區(qū)域分別進行了粗劃分與精劃分，進一步細化了了“指紋”特征，最終對問題4的測量數據實現了高精度定位：測量結果1位于121.67m，誤差為0.83m；測量結果2位于75m，誤差為0.83m。關鍵詞:無線信道；指紋提?。籏均值聚類。-4-移動通信中的無線信道“指紋”特征建模1.問題重述1.1提出問題1896年，意大利電氣工程師伽利爾摩馬可尼用電磁波進行約兩公里距離的
5、無線電通訊實驗獲得成功，自此打開了現代無線電通信的大門。無線通信使用的靈活性極大地方便了用戶。近年來無線通信，特別是移動通信，一直以驚人的速度迅猛發(fā)展，已成為帶動全球經濟發(fā)展的主要高科技產業(yè)之一，并對人類生活及社會發(fā)展產生了巨大的影響。在移動通信中，發(fā)送端和接收端之間通過電磁波來傳輸信號，我們可以想象兩者之間有一些看不見的電磁通路，并把這些電磁通路稱為無線信道。無線信道與周圍的環(huán)境密切相關，不同環(huán)境下的無線信道具有一些差異化的特征。如何發(fā)現并提取這些特征并將其應用于優(yōu)化無線網絡，是當前的一個研究熱點。類比人類指紋，我們將上述無線信道的差異化的特征稱為無線信道“指紋”。無
6、線信道“指紋”特征建模，就是在先驗模型和測試數據的基礎上，提取不同場景或不同區(qū)域內無線信道的差異化的特征，進而分析歸納出“指紋”的“數學模型”，并給出清晰準確的“數學描述”。與有線通信不同，無線通信信號以無線電波的形式來傳播，其主要有三個特點：1、傳播的開放性，2、接收環(huán)境的復雜性，3、通信用戶的隨機移動性[]。從發(fā)射機到接收機這一傳播過程包含多種傳播方式，從簡單的視距傳播的直達波（即自由空間波），到遇到各種復雜地形產生的地波（即表面波），更甚至是大氣層反射產生的對流層反射波、電離層波等，因此其傳播路徑非常復雜。其次，因為無線信號在空氣中傳播，其具有極度的隨機性。同時，
7、通信用戶隨機的移動導致的發(fā)射機和接收機的相對運動速也會影響信號的傳播，因此，無線電傳播模型受多重因素的制約。在典型的無線信道中，電磁波的傳輸不是單一路徑的，而是由許多因散射（包括反射和衍射）而形成的路徑所構成的。由于電磁波沿各條路徑的傳播距離不同，因此相同發(fā)射信號經由各條路徑到達接收端的時間各不相同，即多徑的時延之間有差異。此外，各條路徑對相同發(fā)射信號造成的影響各不相同，即多徑的系數之間有差異。如圖1左側所示：圖1-1電磁波傳播多徑效應示意圖-1-工程上，考慮到多徑系數及多徑時延的影響，在保證精度的前提下，可以用“離散線性系統”為無線信道
