軌道交通場景電波傳播建模理論與方法

本書作者為官科，由北京郵電大學出版社出版。

本書致力於對軌道交通場景的電波傳播建模理論和方法進行綜合性的研究，在準確揭示電波傳播機制的基礎上，為不同通信系統在軌道交通場景中的網路規劃提供各具特色的電波傳播預測模型。

基本介紹

• 書名：軌道交通場景電波傳播建模理論與方法
• 作者：官科
• ISBN：978-7-5635-4589-6
• 類別：軌道交通
• 定價：￥26.00
• 出版社：北京郵電大學出版社
• 出版時間：2016-01-25

內容介紹

當今中國已成為世界高速鐵路建設里程最長的國家。近年來，中國開啟了“高鐵外交”的進程，尤其是在“一帶一路”戰略中，將軌道交通的發展提升到了國家戰略的高度。在軌道交通場景中的移動通信系統，不僅涉及旅客信息服務，而且關係到列車的安全運行。然而，軌道交通場景的特殊結構給沿線移動通信系統設計和網路規劃帶來重重挑戰。所以，作為移動通信系統設計、規劃以及部署的重要基礎，軌道交通場景的電波傳播預測建模一直是工程電磁場理論的研究重點之一。本書致力於對軌道交通場景的電波傳播建模理論和方法進行綜合性的研究，在準確揭示電波傳播機制的基礎上，為不同通信系統在軌道交通場景中的網路規劃提供各具特色的電波傳播預測模型。

目錄

目錄

第1章緒論1

1.1研究背景與意義1

1.1.1軌道交通的國家戰略意義1

1.1.2軌道交通場景的移動通信系統2

1.1.3軌道交通場景電波傳播的研究意義3

1.2電波傳播建模基礎5

1.2.1電波傳播建模的意義5

1.2.2電波傳播建模理論5

1.2.3電波傳播機制6

1.2.4電波傳播建模的內容7

1.3章節安排8

第2章電波傳播建模方法11

2.1電波傳播建模的基本方法11

2.2電波傳播模型的類型11

2.2.1經驗性模型12

2.2.2隨機模型15

2.2.3確定性模型17

2.2.4電波傳播建模方法對軌道交通場景的適用性19

2.3軌道交通場景電波傳播建模研究進展20

2.3.1軌道交通戶外場景電波傳播建模研究現狀20

2.3.2軌道交通隧道場景電波傳播建模研究現狀21

2.3.3軌道交通場景電波傳播現有研究的局限22

2.4本章小結23

第3章軌道交通真實場景的電波傳播確定性建模研究24

3.1引言24

3.2射線跟蹤方法的理論依據25

3.3射線跟蹤法的分類與軌道交通場景適用性分析26

3.3.1發射射線法27

3.3.2鏡像法28

3.3.3對比分析及對軌道交通場景的適用性結論28

3.4相關工作綜述28

3.5電波傳播確定性建模方法29

3.5.1三維射線光學信道模型29

3.5.2基於柵格資料庫的多峰繞射模型32

3.6真實高速鐵路場景建模34

3.7確定性模型驗證38

3.7.1用於驗證確定性建模方法的軌道交通測量場景38

3.7.2預測結果和實測結果的比較39

3.8本章小結41

第4章軌道交通典型戶外場景電波傳播的半確定性（包括經驗性）建模42

4.1引言42

4.2相關工作綜述43

4.3包含經驗性模型的電波傳播半確定性建模方法與模型43

4.4實車測量與模型驗證47

4.4.1測量原理47

4.4.2測量系統48

4.4.3實車測量50

4.4.4模型驗證50

4.5本章小結54

第5章軌道交通場景半封閉空間電波傳播建模研究56

5.1引言56

5.2相關工作綜述59

5.3橫跨橋相關的定義60

5.3.1橫跨橋場景的幾何參數60

5.3.2由橫跨橋所造成的影響的相關性61

5.3.3橫跨橋的傳播機制區62

5.4橫跨橋場景的測量63

5.5橫跨橋場景的測量結果與分析64

5.5.1去除天線輻射圖的影響64

5.5.2數據分析65

5.6對橫跨橋造成的額外傳播損耗的建模69

5.6.1對獨立橫跨橋額外損耗模型的建模69

5.6.2橫跨橋群額外損耗模型71

5.6.3獨立橫跨橋模型和橫跨橋群模型的驗證71

5.7車站場景相關的定義和條件75

5.7.1發射台和車站之間的不同距離75

5.7.2不同類型的車站75

5.7.3車站內列車所在的不同軌道76

5.7.4不同的電波傳播機制和對應的區域77

5.8車站場景的測量和數據分析79

5.8.1車站場景的測量79

5.8.2去除天線輻射圖影響和選擇參考傳播模型80

5.8.3車站場景的電波傳播特性80

5.8.4車站場景傳播特性的相關發現80

5.8.5四個條件影響傳播特性的定量總結84

5.8.6對車站場景通信系統網路規劃的建議85

5.9車站造成的額外傳播損耗的建模85

5.9.1車站額外損耗模型的建立86

5.9.2車站額外損耗模型驗證88

5.10半封閉式空間額外損耗的普適模型90

5.10.1普適模型架構90

5.10.2實現過程92

5.11對毫米波波段的設備內/間通信中的半封閉式空間的套用93

5.12討論102

5.12.1關於在具體案例中的實現102

5.12.2關於建模方法103

5.13本章小結103

第6章隧道場景電波傳播建模研究105

6.1引言105

6.2相關工作綜述106

6.3隧道中電波傳播的完整模型架構107

6.3.1自由空間傳播區和極遠區中的傳播損耗108

6.3.2近陰影區的統計性建模108

6.3.3近陰影現象的臨界條件以及對大型用戶和小型用戶的判別113

6.3.4多模態傳播區和基模態傳播區的有限多模態建模113

6.4對不同傳播機制區之間的分界點位置進行建模117

6.4.1第一分界點位置模型117

6.4.2第二分界點位置建模117

6.4.3第三分界點位置建模117

6.4.4第四分界點位置建模118

6.4.5完整隧道場景電波傳播模型的全景圖119

6.5完整隧道場景電波傳播模型驗證120

6.5.1與鐵路隧道中測量結果的比較120

6.5.2與捷運隧道中測量結果的比較120

6.5.3關於完整隧道電波傳播模型架構以及基於分段的建模思想的討論122

6.6本章小結123

第7章隧道場景電波傳播第一分界點建模研究125

7.1引言125

7.2任意橫截面隧道中第一分界點位置建模126

7.3第一分界點模型在矩形、圓形和拱形隧道中的驗證129

7.3.1矩形隧道中的第一分界點模型129

7.3.2圓形隧道中的第一分界點模型130

7.3.3拱形隧道中的第一分界點模型131

7.3.4任意橫截面隧道中第一分界點模型驗證結果133

7.4第一分界點模型的簡化及其相關討論134

7.5本章小結136

第8章總結與展望138

8.1全書總結138

8.2展望140

參考文獻141

後記155