Contributions in Radio Channel Sounding, Modeling, and Estimation

Publikation: Ph.d.-afhandling

1836 Downloads (Pure)

Abstract

Denne Ph.D. afhandling omhandler tre stærkt forbunde emner: måling, modellering og estimering af radiokommunikationskanaler. Tre hovedproblemer behandles: optimering af rum-tid sampling i radiokanalmålesystemer, enkeltvis estimering af effektspektre af signalkomponenter i radiokanaler med flervejsudbredelse samt modellering af efterklangsfænomener.

Der udvikles en teori for optimering of rum-tid aperturer i multi-input multi-output (MIMO) målesystemer. Der fokuseres først på samlet bestemmelse af dopplerfrekvens og udstrålings/indstrålings retninger ud fra tidsmultiplexede målinger af MIMO kanaler. Derefter indføres en `ambiguityfunktion' for dette estimeringsproblem. Analyse af ambiguityfunktionen viser, at den højeste dopplerfrekvens, der kan bestemmes entydigt, afhænger af rum-tid aperturet. Ved passende design af målesystemets rum-tid apertur er den øvre grænse for den estimerbare dopplerfrekvens for MIMO systemer lige så høj som for traditionelle målesystemer med en sender- og en modtagerantenne. Der gives den nødvendige og tilstrækkelige betingelse for, at et givet  rum-tid apertur minimerer  Cramer-Rao begrænsningen på doppler-retnings bestemmelse. Rum-tid aperturet har også indflydelse på hvor nøjagtigt MIMO-kanalkapaciteten kan estimeres når målesystemets fasestøj tages i betragtning. Ved at udnytte kendskab til fasestøjens autokorrelationsfunktion og strukturen af rum-tid aperturet, udledes en forbedret kapacitets estimator.

Dernæst behandles  estimering af sprednings egenskaber for udbredelsesveje i et miljø med flervejsudbredelse. effektspektret for en udbredelsesvej modelleres ved hjælp af en entropi-maximerende fordelingsfunktion (pdf). Denne pdf er givet ved det første og andet moment, for hvilke en estimator udledes. Estimatorens anvendelighed illustreres ved brug af måledata. De opnåede spredningsestimater er væsentligt mindre end tidligere publicerede estimater, hvor traditionelle metoder er anvendt.  Estimeringsresultaterne indikerer, at signalspredningen for de enkeltvise signalveje kan være overvurderet i standardiserede radiokanalmodeller.

Til slut opstilles en model for overgangen fra separate til diffuse signalkomponenter som kan observeres i målinger af radiokanaler med efterklang. Modellen bygger på en `udbredelsesgraf', hvori punkter repræsenterer objekter i udbredelses miljøet, og kanter representerer bølgeudbredelsen mellem objekter.  Der udledes et udtryk for grafens overføringsfunktion, der gælder for signalkomponenter der udbredes via et  vilkårligt antal interaktioner. Overføringsfunktionen anvendes til simulering af impulsresponset af stokastisk genererede udbredelsesgrafer. Impulsresponserne udviser den førnævnte overgang fra separate til et diffust signalbidrag.

OriginalsprogEngelsk
UdgivelsesstedAalborg
Udgave1
ISBN'er, trykt978-87-92328-02-1
StatusUdgivet - 2009

Emneord

  • Radiokanalkarakterisering
  • Radiokanal målesystemer
  • Radiokanal modellering
  • Radiokommunikation

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Contributions in Radio Channel Sounding, Modeling, and Estimation'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater