Lý thuyết mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây - Luận án
Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ tối ưu hóa truyền thông không dây. Phân tích hiệu suất và đề xuất cải tiến độ tin cậy.
Virginia Polytechnic Institute and State University
Luan An
dissertation
Năm xuất bản
Số trang
207
Thời gian đọc
32 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tóm tắt nội dung
I.Mô hình kênh không dây tiên tiến Nhu cầu Xu hướng
Ngành công nghiệp không dây phát triển nhanh chóng. Công nghệ liên tục đổi mới. Nhu cầu về mô hình kênh phức tạp tăng cao. Điều này hỗ trợ thiết kế hệ thống tốt hơn. Các mô hình kênh hiện tại đôi khi chưa đủ. Độ phức tạp của môi trường truyền sóng vô tuyến đòi hỏi cách tiếp cận mới. Tốc độ dữ liệu cao hơn là mục tiêu chính. Thiết bị không dây ngày càng phổ biến. Phần cứng nhỏ hơn, rẻ hơn, nhanh hơn xuất hiện. Hệ thống MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) ngày càng quan trọng. Mô hình kênh chính xác giúp tối ưu hóa hiệu suất MIMO. Các mô hình này cần phản ánh đúng bản chất của kênh không dây. Nhiều chủ đề then chốt được thảo luận. Sự gắn kết không gian, thời gian và tần số là trọng tâm. Ứng dụng vật lý một cách nghiêm ngặt vào mô hình kênh rất quan trọng. Điều này đảm bảo tính chính xác của mô hình. Phân phối fading quy mô nhỏ dựa trên vật lý được nghiên cứu. Đặc trưng và phân tích phổ góc là một lĩnh vực quan trọng. Thống kê kênh của fading Rayleigh được phân tích sâu. Các phép đo ngang hàng theo thời gian và không gian cung cấp dữ liệu thực tế. Những chủ đề này định hình sự hiểu biết về kênh truyền thông không dây. Chúng là cơ sở cho các mô hình tiên tiến.
1.1. Sự cần thiết của mô hình kênh nâng cao
Ngành không dây phát triển mạnh mẽ. Công nghệ liên tục được cải tiến. Nhu cầu mô hình kênh phức tạp là rất lớn. Điều này giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống. Mô hình kênh hiện tại có giới hạn. Môi trường truyền sóng vô tuyến phức tạp, đòi hỏi phương pháp mới. Tốc độ dữ liệu cao hơn là trọng tâm chính. Thiết bị không dây trở nên phổ biến. Phần cứng nhỏ gọn, hiệu quả hơn. Hệ thống MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) ngày càng thiết yếu. Mô hình kênh chính xác cải thiện hiệu suất MIMO. Các mô hình cần phản ánh đúng bản chất kênh không dây.
1.2. Các chủ đề chính trong mô hình kênh quy mô nhỏ
Nhiều chủ đề quan trọng được xem xét. Sự gắn kết không gian, thời gian và tần số là trọng tâm. Áp dụng nghiêm ngặt vật lý vào mô hình kênh rất quan trọng. Điều này đảm bảo tính chính xác. Các phân phối fading quy mô nhỏ dựa trên vật lý được nghiên cứu. Đặc trưng và phân tích phổ góc là lĩnh vực chủ chốt. Thống kê kênh của fading Rayleigh được phân tích kỹ lưỡng. Các phép đo spatio-temporal ngang hàng cung cấp dữ liệu thực tế. Những chủ đề này định hình sự hiểu biết về kênh không dây. Chúng là nền tảng cho các mô hình tiên tiến.
II.Nền tảng mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ không dây
Mô hình kênh băng gốc là điểm khởi đầu. Kênh có thể bất biến theo thời gian hoặc thay đổi theo thời gian. Sự khác biệt này ảnh hưởng đến thiết kế hệ thống. Sử dụng kênh băng gốc đầy đủ là cần thiết. Các biểu diễn trong miền phổ được khám phá. Truyền tín hiệu tổng quát được mô tả. Truyền tải kênh tĩnh là trường hợp đơn giản. Truyền tải với bộ thu di động phức tạp hơn. Điều này bao gồm sự thay đổi liên tục của môi trường. Các yếu tố này định hình đáp ứng của kênh. Hiểu rõ kênh băng gốc là nền tảng. Đặc trưng kênh ngẫu nhiên là cốt lõi. Bề rộng phổ công suất RMS được tính toán. Thông số này định lượng độ rộng của kênh. Nguyên tắc đối ngẫu kênh được giới thiệu. Nó cung cấp một cái nhìn sâu sắc về các mối quan hệ. Các hàm của không gian ba chiều được sử dụng. Ký hiệu vector cho biến đổi Fourier được áp dụng. Điều này giúp phân tích các trường điện từ. Sự sụp đổ vô hướng của các vector vị trí được xem xét. Sự sụp đổ vô hướng của các vector sóng cũng được nghiên cứu. Các khái niệm này hỗ trợ xây dựng mô hình kênh. Chúng là cơ sở cho việc hiểu quá trình ngẫu nhiên trong kênh.
2.1. Kênh băng gốc và các biểu diễn miền
Kênh băng gốc là nền tảng. Kênh có thể là bất biến hoặc thay đổi theo thời gian. Sự khác biệt này ảnh hưởng thiết kế hệ thống. Cần sử dụng kênh băng gốc đầy đủ. Các biểu diễn miền phổ được khám phá. Truyền tín hiệu tổng quát được mô tả. Truyền tải kênh tĩnh là trường hợp cơ bản. Truyền tải với bộ thu di động phức tạp hơn. Điều này bao gồm môi trường thay đổi liên tục. Các yếu tố này định hình đáp ứng kênh. Hiểu kênh băng gốc là thiết yếu.
2.2. Đặc trưng kênh ngẫu nhiên và nguyên tắc đối ngẫu
Đặc trưng kênh ngẫu nhiên là cốt lõi. Bề rộng phổ công suất RMS được tính. Thông số này định lượng độ rộng kênh. Nguyên tắc đối ngẫu kênh được giới thiệu. Nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về các mối quan hệ. Các hàm không gian ba chiều được sử dụng. Ký hiệu vector cho biến đổi Fourier được áp dụng. Điều này giúp phân tích trường điện từ. Sự sụp đổ vô hướng của vector vị trí được xem xét. Sự sụp đổ vô hướng của vector sóng cũng được nghiên cứu. Các khái niệm này hỗ trợ xây dựng mô hình kênh. Chúng là cơ sở cho quá trình ngẫu nhiên trong kênh.
III.Vật lý truyền sóng vô tuyến Hiện tượng fading cục bộ
Sóng phẳng là cơ sở mô hình vật lý. Trường điện từ và tín hiệu nhận được được liên kết. Cơ sở Maxwellian được sử dụng để mô tả. Sóng phẳng đồng nhất được phân tích. Sóng phẳng không đồng nhất cũng được xem xét. Vật lý của sóng đồng nhất và không đồng nhất khác biệt. Khu vực cục bộ được định nghĩa rõ ràng. Điều này quan trọng cho các mô hình quy mô nhỏ. Sóng phẳng băng rộng được nghiên cứu chi tiết. Ngưỡng băng thông-khoảng cách là một khái niệm quan trọng. Thành phần sóng phản xạ (specular) được xác định. Thành phần sóng không phản xạ (non-specular) cũng được phân tích. Thành phần sóng khuếch tán (diffuse) đóng góp vào tán xạ đa đường. Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ (SLAC) là một đóng góp. Mô hình này kết hợp các yếu tố ngẫu nhiên. Nó đại diện cho sự phức tạp của kênh. Các mô hình pha ngẫu nhiên được khám phá. Chúng mô tả biến động pha của sóng. Tiêu chí vector sóng cho sóng phẳng trong không gian tự do được áp dụng. Mô hình SLAC giải quyết các phương trình Maxwell. Nó cung cấp một khung lý thuyết mạnh mẽ. Mô hình này nắm bắt được đặc điểm của môi trường truyền sóng vô tuyến thực tế. Đặc biệt là trong các khu vực cục bộ, nơi fading mạnh mẽ.
3.1. Đại diện sóng phẳng và trường điện từ
Sóng phẳng là cơ sở mô hình vật lý. Trường điện từ và tín hiệu nhận liên kết chặt chẽ. Cơ sở Maxwellian được dùng để mô tả. Sóng phẳng đồng nhất được phân tích. Sóng phẳng không đồng nhất cũng được xem xét. Vật lý của hai loại sóng này khác nhau. Khu vực cục bộ được định nghĩa rõ ràng. Điều này quan trọng cho mô hình quy mô nhỏ. Sóng phẳng băng rộng được nghiên cứu chi tiết. Ngưỡng băng thông-khoảng cách là khái niệm then chốt. Thành phần sóng phản xạ (specular) được xác định. Thành phần sóng không phản xạ (non-specular) được phân tích. Thành phần sóng khuếch tán (diffuse) đóng góp vào tán xạ đa đường.
3.2. Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ SLAC
Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ (SLAC) là một đóng góp. Mô hình này kết hợp các yếu tố ngẫu nhiên. Nó đại diện cho sự phức tạp kênh. Các mô hình pha ngẫu nhiên được khám phá. Chúng mô tả biến động pha sóng. Tiêu chí vector sóng cho sóng phẳng trong không gian tự do được áp dụng. Mô hình SLAC giải quyết phương trình Maxwell. Nó cung cấp khung lý thuyết mạnh mẽ. Mô hình này nắm bắt đặc điểm môi trường truyền sóng vô tuyến thực tế. Đặc biệt tại các khu vực cục bộ, nơi hiện tượng fading mạnh mẽ.
IV.Thống kê fading kênh Phân phối xác suất Đặc trưng
Công suất nhận trung bình là một tham số cơ bản. Công suất trung bình U-SLAC được tính toán. Trung bình hóa theo tần số và không gian được áp dụng. Điều này giúp làm mịn các biến động ngắn hạn. Các hàm mật độ xác suất (PDF) bao envelop được nghiên cứu. Các khái niệm và ghi chú quan trọng được trình bày. Hàm đặc trưng phản xạ (specular) được phân tích. Hàm đặc trưng khuếch tán, không phản xạ cũng được xem xét. Bộ tạo PDF I-SLAC được giới thiệu. Nó tạo ra các phân phối dựa trên các tham số kênh. Nhiều giải pháp PDF dạng đóng được cung cấp. PDF một sóng được trình bày. PDF hai sóng và ba sóng cũng được thảo luận. Các mô hình này đại diện cho số lượng đường truyền. PDF Rayleigh được phân tích sâu. Nó mô tả fading trong môi trường không có thành phần trực tiếp. PDF Rician được khám phá. Nó áp dụng khi có một đường truyền trực tiếp mạnh. PDF hai sóng với công suất không kết hợp (TIP) là một đóng góp. Các xấp xỉ Rayleigh và Rician được đánh giá. Ứng dụng của PDF TIP được minh họa. Mô tả fading được thực hiện thông qua các phân phối này. Mối tương quan không gian cũng ảnh hưởng đến các thống kê này. Che khuất và suy hao đường truyền là các yếu tố khác.
4.1. Công suất nhận trung bình và hàm mật độ xác suất
Công suất nhận trung bình là tham số cơ bản. Công suất trung bình U-SLAC được tính toán. Trung bình hóa tần số và không gian được áp dụng. Điều này làm mịn các biến động ngắn hạn. Các hàm mật độ xác suất (PDF) bao envelop được nghiên cứu. Các khái niệm và ghi chú quan trọng được trình bày. Hàm đặc trưng phản xạ (specular) được phân tích. Hàm đặc trưng khuếch tán, không phản xạ cũng được xem xét. Bộ tạo PDF I-SLAC được giới thiệu. Nó tạo ra các phân phối dựa trên tham số kênh.
4.2. Các giải pháp PDF dạng đóng và gần đúng Rayleigh Rician
Nhiều giải pháp PDF dạng đóng được cung cấp. PDF một sóng được trình bày. PDF hai sóng và ba sóng cũng được thảo luận. Các mô hình này đại diện số lượng đường truyền. PDF Rayleigh được phân tích sâu. Nó mô tả fading trong môi trường không có thành phần trực tiếp. PDF Rician được khám phá. Nó áp dụng khi có đường truyền trực tiếp mạnh. PDF hai sóng với công suất không kết hợp (TIP) là đóng góp quan trọng. Các xấp xỉ Rayleigh và Rician được đánh giá. Ứng dụng của PDF TIP được minh họa. Mô tả fading được thực hiện qua các phân phối này. Tương quan không gian cũng ảnh hưởng thống kê này. Che khuất và suy hao đường truyền là các yếu tố khác.
V.Phân tích phổ góc trong mô hình kênh không dây cục bộ
Phổ góc là một công cụ phân tích mạnh mẽ. Định nghĩa của phổ góc được cung cấp. Nó mô tả sự phân bố năng lượng theo hướng. Việc ánh xạ các góc tới wavenumbers được thực hiện. Điều này liên kết hướng vật lý với các tham số sóng. Truyền sóng từ đường chân trời được xem xét. Tóm tắt các khía cạnh khác của phổ góc được cung cấp. Phổ góc giúp hiểu rõ tán xạ đa đường. Nó cũng hỗ trợ việc thiết kế anten thông minh. Phân tích này là chìa khóa để mô hình hóa kênh không dây chính xác. Chiến dịch đo lường spatio-temporal băng rộng được thực hiện. Các phép đo này diễn ra ở tần số 1920 MHz. Chúng cung cấp dữ liệu thực tế cho mô hình kênh. Kết quả từ chiến dịch này củng cố lý thuyết. Đây là một nghiên cứu điển hình xuất sắc. Nó liên kết nhiều lý thuyết được phát triển. Dữ liệu thực nghiệm xác nhận các mô hình fading. Việc hiểu tương quan không gian là quan trọng. Những đo lường này hỗ trợ các mô hình kênh ngẫu nhiên. Chúng giúp cải thiện dự đoán hiệu suất truyền thông không dây.
5.1. Khái niệm phổ góc và ánh xạ wavenumbers
Phổ góc là công cụ phân tích mạnh mẽ. Định nghĩa phổ góc được cung cấp. Nó mô tả phân bố năng lượng theo hướng. Việc ánh xạ các góc tới wavenumbers được thực hiện. Điều này liên kết hướng vật lý với tham số sóng. Truyền sóng từ đường chân trời được xem xét. Tóm tắt các khía cạnh khác của phổ góc được cung cấp. Phổ góc giúp hiểu rõ tán xạ đa đường. Nó cũng hỗ trợ thiết kế anten thông minh. Phân tích này là chìa khóa để mô hình hóa kênh không dây chính xác.
5.2. Nghiên cứu thực nghiệm và ứng dụng thực tiễn
Chiến dịch đo lường spatio-temporal băng rộng được thực hiện. Các phép đo này diễn ra ở tần số 1920 MHz. Chúng cung cấp dữ liệu thực tế cho mô hình kênh. Kết quả từ chiến dịch này củng cố lý thuyết. Đây là một nghiên cứu điển hình xuất sắc. Nó liên kết nhiều lý thuyết được phát triển. Dữ liệu thực nghiệm xác nhận các mô hình fading. Việc hiểu tương quan không gian là quan trọng. Những đo lường này hỗ trợ các mô hình kênh ngẫu nhiên. Chúng giúp cải thiện dự đoán hiệu suất truyền thông không dây.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (207 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộTHEORY OF STOCHASTIC LOCAL AREA CHANNEL MODELING FOR WIRELESS COMMUNICATIONS by Gregory D. Durgin Final Dissertation submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University in partial fulfillment of the requirements for the degree of DOCTOR OF PHILOSOPY in Electrical Engineering Theodore S. de Wolf Gary S. Brown Jeffrey H.
Reed Werner Kohler Robert J. Boyle December 2000 Blacksburg, Virginia Keywords: Fading, Mobile Radio Propagation, Wireless Communications Copyright 2000, Gregory D. Durgin THEORY OF STOCHASTIC LOCAL AREA CHANNEL MODELING FOR WIRELESS COMMUNICATIONS Gregory D. Durgin (ABSTRACT) This report was written to satisfy the final dissertation requirements toward a doctoral degree in electrical engineering.
The dissertation outlines work accomplished in the pursuit of this degree. This report is also designed to be a general introduction to the concepts and techniques of small-scale radio channel modeling. At the present time, there does not exist a comprehensive introduction and overview of basic concepts in this field. Furthermore, as the wireless industry continues to mature and develop technology, the need is now greater than ever for more sophisticated channel modeling research.
Each chapter of this preliminary report is, in itself, a stand-alone topic in channel modeling theory. Culled from original reports and journal papers, each chapter makes a unique contribution to the field of channel modeling. Original contributions in this report include joint characterization of time-varying, space-varying, and frequency-varying channels under the rubric of duality rules and definitions for constructing channel models that solve Maxwell’s equations overview of probability density functions that describe random small-scale fading techniques for modeling a small-scale radio channel using an angle spectrum overview of techniques for describing fading statistics in wireless channels results from a wideband spatio-temporal measurement campaign Together, the chapters provide a cohesive overview of basic principles. The discussion of the wideband spatio-temporal measurement campaign at 1920 MHz makes an excellent case study in applied channel modeling and ties together much of the theory developed in this dissertation.
ii Contents (ABSTRACT) ii 1 Introduction 2 1.1 The Need for Improvement in Channel Modeling Theory .1 Higher and Higher Data Rates .2 Ubiquity of Wireless Devices .4 Faster, Smaller, Cheaper Hardware .6 Multiple-Input, Multiple-Output Systems .2 Key Topics in Small-Scale Channel Modeling .1 Spatial, Temporal, and Frequency Coherence .2 Rigorous Application of Physics to Channel Models .3 Physically-Based Small-Scale Fading Distributions .4 Characterization and Analysis of Angle Spectra .5 Channel Statistics of Rayleigh Fading .6 Spatio-Temporal Peer-to-Peer Measurements .3 How to Read This Dissertation. 9 2 Foundations of Stochastic Channel Modeling 10 2.2 The Baseband Channel .3 Time-Invariant vs. Time-Varying Channels .3 Using the Complete Baseband Channel .1 Spectral Domain Representations .2 General Signal Transmission .3 Static Channel Transmission .4 Mobile Receiver Transmission .4 Stochastic Channel Characterization .3 RMS Power Spectrum Width .4 Channel Duality Principle .A Functions of Three-Dimensional Space .1 Vector Notation for Fourier Transforms .2 Scalar Collapse of Position Vectors .3 Scalar Collapse of Wavevectors. 46 3 The Physics of Small-Scale Fading 49 3.1 Plane Wave Representation .1 Electromagnetic Fields and Received Signals .2 The Maxwellian Basis .3 Homogeneous Plane Waves .4 Inhomogeneous Plane Waves .5 Physics of Homogeneous vs.
Inhomogeneous Plane Waves .2 The Local Area .1 Definition of a Local Area .3 A Wideband Plane Wave .4 The Bandwidth-Distance Threshold .1 Specular Wave Component .2 Non-specular Wave Component .3 Diffuse Wave Component .4 Reduced Wave Grouping .4 The Stochastic Local Area Channel (SLAC) Model .2 Random Phase Models .A Wavevector Criterion for Free Space Plane Waves. 81 4 First-Order Statistics of Small-Scale Channels 82 4.1 Mean Received Power .2 Mean U-SLAC Power .3 Frequency and Spatial Averaging .2 Envelope Probability Density Functions .1 Notes and Concepts .3 Specular Characteristic Function .4 Diffuse, Non-specular Characteristic Function .5 The I-SLAC PDF Generator .3 Closed-Form PDF Solutions .1 The One-Wave PDF .2 The Two-Wave PDF .3 The Three-Wave PDF .4 The Rayleigh PDF .5 The Rician PDF .4 Two-Wave with Incoherent Power (TIP) PDF .3 Rayleigh and Rician Approximations .4 Final Comments on Reduced Wave Groupings .5 TIP PDF Applications .6 Closing Remarks on TIP Fading .A Derivation of Envelope Characteristic Functions .B Derivation for TIP Fading PDF’s .2 Property as a PDF .3 Proper Limiting Behavior .4 Preservation of the Second Moment. 117 5 The Angle Spectrum 118 5.1 Angle Spectrum Concepts .1 Definition of the Angle Spectrum .2 Mapping Angles to Wavenumbers .3 From-the-Horizon Propagation .4 Summary of Angle Spectrum Concepts .2 Fading Rate Variance .1 Definition of a Rate Variance .2 Fundamental Spectral Spread Theorem .3 Multipath Shape Factors .1 Definition of Shape Factors .2 Basic Wavenumber Spread Relationship .3 Comparison to Omnidirectional Propagation .1 Two-Wave Channel Model .2 Sector Channel Model .3 Double Sector Channel Model .4 Rician Channel Model .A Derivation of Shape Factors. 142 6 Rayleigh Fading Channel Statistics 144 6.1 The Level-Crossing Problem .1 Level-Crossing Rate .2 Average Fade Duration .3 Level Crossing in Frequency .4 Level Crossing in Space .2 Envelope Unit Autocovariance .1 Temporal Unit Autocovariance .2 Frequency Unit Autocovariance .3 Spatial Unit Autocovariance .4 Joint Unit Autocovariance .3 Revisiting Classical Spatial Channel Models .1 Classical Spatial Channel Models .2 Channel Model Solutions .A Approximate Spatial Autocovariance Function.
159 7 Spatio-Temporal Measurements 161 7.1 Previous Measurement Campaigns .1 Contribution of this Work .2 Comparison to Other Measurement Campaigns in the Literature .2 Overview of Measurement Campaign .2 Channel Sounding Hardware .3 Automated Antenna Positioning .4 Antenna Specifications .5 Sources of Error in the Experiment .1 Delay Dispersion Results .2 Angle Dispersion Results .3 Joint Angle-Delay Statistics .A Description of Measured Parameters .1 Noncoherent Channel Measurements .3 Time Delay Parameters .4 Angle-of-Arrival Parameters .1 Future Areas of Research .2 Specific Analytical Problems .3 Applications to Wireless Technology. 187 9 Vitae 189 Bibliography 190 viii List of Tables 2.1 Received signal functions used in complex baseband analysis.2 Fourier transform definitions for each channel dependency.3 Channel duality relationships between time, frequency, and space.1 Maximum size of a local area according to the bandwidth-distance threshold for example wireless applications.2 Reduced Wave Grouping Algorithm .1 Summary of envelope PDF’s in different fading environments.2 Exact coefficients for the first five orders of the approximate Two-Wave with Incoherent Power (TIP) fading PDF.3 The TIP PDF contains the Rayleigh, Rician, One-Wave, and Two-Wave PDF’s as special cases.4 Three examples of Two-Wave with Incoherent Power (TIP) fading that may simplify to Rayleigh or Rician PDF’s.1 Summary of dispersion statistics calculated from track measurements.2 Summary of spatial multipath parameters calculated from spatially-averaged azimuthal sweeps of a horn antenna. 176 ix List of Figures 2.1 The many different bandwidths defined for a baseband signal.2 Baseband-Passband transformations in the time domain (inner cycle) and the frequency domain (outer cycle).3 Block diagram of baseband and passband channel models for SISO transmis- sion.4 Spectral diagram of baseband and passband signals and channel.5 Example of a time-varying channel.6 Example of a frequency-varying channel.7 Example of a space-varying channel (one-dimensional cut).8 Example of small-scale and large-scale fading.9 Autocorrelation and power spectrum relationships for time and frequency.10 Autocorrelation and power spectrum relationships for space and frequency.11 Autocorrelation and power spectrum relationships for space, time, and fre- quency.12 Relationship between (x, y, z) and (r, θ, ϕ) coordinates.1 An antenna maps the complex electric field vector, E(˜ r ), to a scalar baseband channel voltage, h̃(r).2 Homogeneous and inhomogeneous plane waves.3 Rules-of-thumb for homogeneous and inhomogeneous plane wave propaga- tion.4 An example linear circuit contains capacitors, inductors, resistors and an AC source.5 A linear circuit solution may be broken into a steady-state and transient solution.6 The size of a local area decreases closer to significant scatterers.7 Illustration of the basic quantities of time-harmonic wave propagation through a scattering environment.8 Examples of different delay spectra using the standard power spectrum, Sh̃ (τ ), and the integrated power spectrum, Fh̃ (τ ).1 Evolution of a Two-Wave PDF and CDF with varying ∆.2 Several CDF’s and PDF’s for Three-Wave local area propagation.3 Evolution of a Rician PDF and CDF as the dominant multipath component increases.4 TIP PDF and CDF for K = 0 dB.5 TIP PDF and CDF for K = 3 dB.6 TIP PDF and CDF for K = 6 dB.7 TIP PDF and CDF for K = 10 dB.8 A flowchart for determining the simplest way to graph an I-SLAC PDF.1 A local area characterized by an angle spectrum, p(θ, ϕ), will produce differ- ent wavenumber spectra, Sh̃ (k), depending on the orientation in space.2 Multipath power is mapped from the angle spectrum, p(θ), to the wavenum- ber spectrum, Sh̃ (k), as a function of its angle-of-arrival.3 Autocorrelation and spectrum relationships for the space-varying channel.4 Two examples of time-varying, Rayleigh-distributed stochastic processes.5 Two-wave propagation model. Graphs are for the special case of P1 = P2 .6 Multipath sector propagation model.7 Multipath double sector propagation model.8 Rician propagation model.1 Three different multipath-induced mobile-fading scenarios.2 Comparison between Clarke theoretical and approximate envelope autoco- variance functions for Ez -case.3 Comparison between Clarke theoretical and approximate envelope autoco- variance functions for Hx -case.4 Comparison between Clarke theoretical and approximate envelope autoco- variance functions for Hy -case.1 The transmitter-receiver configurations for the 6 local areas measured in- doors.2 In a local area, power delay profiles are measured along two orthogonal linear tracks using an omnidirectional antenna.3 A track measurement is made with an omnidirectional antenna in a campus parking lot.4 In a local area, power delay profiles are measured by spatially averaging angular sweeps with a directional antenna.5 A rotational measurement is made with a directional horn antenna in the lobby of an office building.6 A series of PDP snapshots along a track, measured with an omnidirectional receiver antenna.7 A local area angle-delay spectrum as measured from a set of rotational mea- surements.8 The trend between angle spread and delay spread for indoor and outdoor receivers.
179 xii Acknowledgements Any endeavor as large as a Ph. dissertation requires numerous contributions by people other than the Ph. This dissertation is no exception, as there are a number of organizations and people that must be acknowledged before a single technical detail can be discussed. First, there is a long list of generous sponsors and contributors.
The research in this dissertation was sponsored by a Bradley Fellowship in Electrical and Computer Engineer- ing, the MPRG Industrial Affiliates Program, and ITT Defense & Electronics, Inc. The peer-to-peer measurement campaign could not have been performed without the generous assistance of MPRG students Vikas Kukshya, Jiun Siew, Erica Lau, Christopher Steger, Paulo Cardieri, Jason Aaron, and Bruce Puckett. I also owe an extreme debt of gratitude to everyone on my Ph. Three members in particular – Ted Rappaport, David de Wolf, and Gary Brown – contributed numerous technical criticisms, ideas, and suggestions that found their way into the final dissertation.
I could not have asked for a more supportive (and knowledgeable) Ph. An equal debt of gratitude is owed to the extremely talented students and staff of the Mobile and Portable Radio Research Group of Virginia Tech. What wonderful people I have worked with over the years! There are three students I would like to single out for their help and devoted friendship throughout my dissertation: Neal Patwari, Hao Xu, and Bruce Puckett. Finally, my deepest gratitude and sincerest love is owed to these three people: my mother Lisa, my father Dave, and my Lord and Savior Jesus Christ.
A deep, loving relationship with each has provided all inspiration and direction in life. 1 Chapter 1 Introduction There are few things in nature more unwieldy than the power-limited, space-varying, time- varying, frequency-varying wireless channel. Yet there is great reward for engineers who can overcome these limitations and transmit data through such a harsh environment. The explosive worldwide growth of personal communications services through the 1990’s is a testament to the business opportunities that result from conquering the wireless channel.
However, given the emergence of newer wireless systems that require more and more band- width, the task of conquering the wireless channel is becoming more difficult. This task requires a thorough background in wireless channel modeling.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây" nghiên cứu về vấn đề gì?
Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ tối ưu hóa truyền thông không dây. Phân tích hiệu suất và đề xuất cải tiến độ tin cậy.
Luận án "Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Virginia Polytechnic Institute and State University. Năm bảo vệ: 2000.
Luận án "Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây" thuộc chuyên ngành Electrical Engineering. Danh mục: Khoa Học Máy Tính.
Luận án "Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây" có bao nhiêu trang?
Luận án "Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây" có 207 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Mô hình kênh ngẫu nhiên cục bộ cho truyền thông không dây" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.