海洋石油平臺(tái)環(huán)境下的超寬帶信道建模.pdf

1、在石油石化行業(yè)，由于生產(chǎn)地分散，生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備之間宜采用無線傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。超寬帶技術(shù)具有高速率、低功耗、高安全性等特點(diǎn)，將其運(yùn)用到傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理鏈路可極大地提高網(wǎng)絡(luò)性能。而對(duì)UWB系統(tǒng)的研究必須先研究UWB信號(hào)傳播和信道特性，建立合理的超寬帶信道模型，由于UWB模型與環(huán)境相關(guān)，故需要在應(yīng)用環(huán)境下進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，并逶過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，得到所需的信道模型與參數(shù)。 本課題對(duì)海洋平臺(tái)環(huán)境（OffshoreOilPlat

2、formEnvironment，OOPE）下的UWB（OOPE-UWB）信道進(jìn)行建模，在3-10GHZ范圍內(nèi)使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VectorNetworkAnalyzer，VNA）對(duì)視距與非視距環(huán)境下UWB信道進(jìn)行頻域測(cè)量。用Matlab對(duì)VNA的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到信道沖擊響應(yīng)和功率延遲分布。功率延遲分布表明，海洋平臺(tái)環(huán)境下的UWB信道在距離較大的非視距情況下，最強(qiáng)徑出現(xiàn)在第一徑幾十ns后，呈現(xiàn)混合指數(shù)衰減，且多徑明顯成簇。先根據(jù)回

3、歸線斜率劃分簇，再進(jìn)行大尺度建模和小尺度建模。在大尺度建模時(shí)，利用最小二乘法擬合得到距離衰減模型。在小尺度建模時(shí)，基于S-V模型討論多徑到達(dá)率、多徑功率衰減常數(shù)，并對(duì)S-V模型進(jìn)行修正：實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，簇內(nèi)徑功率衰減常數(shù)并菲對(duì)所有簇都相同，而是與時(shí)延呈線性關(guān)系；每簇的最強(qiáng)徑不能很好的擬合指數(shù)衰減，而每簇的前50bin能量總和滿足指數(shù)衰減。小尺度衰落滿足m-Nakagami分布，利用m參數(shù)估計(jì)器計(jì)算得到m值，根據(jù)m參數(shù)的頻率直方圖，發(fā)現(xiàn)m主