新文推送——1.8GHz和5.8GHz地铁隧道大尺度信道特性的测量与建模
北京交通大学
轨道交通控制与安全国家重点实验室
高移动性通信/智能交通电波传播研究组
文章概况
以团队成员张雪剑（Xuejian Zhang），何睿斯（Ruisi He）和杨汨（Mi Yang）为主要作者的成果近日于 IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters (Early Access) 上发表。
文章题目为："Measurements and Modeling of Large-Scale Channel Characteristicsin Subway Tunnels at 1.8 GHz and 5.8 GHz（1.8GHz和5.8GHz地铁隧道大尺度信道特性的测量与建模）"
DOI: 10.1109/LAWP.2022.3218604
内容介绍
（图1 (a)测量隧道的前视图。(b)地铁隧道照片。(c)测量运动示意图。）
无线信号在地铁隧道内的大尺度传播特性对于地铁通信系统的网络规划和高可靠性设计具有重要指导意义。然而，关于地铁隧道场景中1.8 GHz和5.8 GHz频段的典型信道大尺度参数，如路径损耗，阴影衰落和信道相关性等相关研究较少。
为获得1.8GHz和5.8GHz信号在地铁隧道内传播的大尺度信道特性，在现有的直线地铁隧道通信系统中开展了广泛的信道测量。基于大量的信道测量数据，分别提取了1.8GHz和5.8GHz的典型大尺度信道参数，如路径损耗、阴影衰落和信道相关性等，并进行了建模。
通过最小二乘（LS）拟合，得到1.8 GHz和5.8 GHz的路径损耗指数分别为2.83和2.55，这表明更高的频率会带来更大的路径损耗，更小的衰减速率以及更大的信号波动。通过去除数据中的路径损耗值，可以得到1.8 GHz和5.8 GHz的阴影衰落，并发现其符合零均值高斯分布，标准差分别为1.58 dB和2.58 dB。在此基础上，通过自相关计算可以得到1.8 GHz和5.8 GHz的阴影衰落的相关距离分别为8.71 m和11.65 m，其可以使用单指数衰减模型进行拟合，同时表明在地铁隧道内频率越高，阴影衰落分量的变化越缓慢。另外，基于不同位置的基站和不同频率的接收机，构建了两种双链路通信场景，通过互相关计算得到1.8 GHz和5.8 GHz的阴影衰落互相关系数都为0.1左右，这说明在地铁隧道内阴影衰落互相关性极低，可以利用频率分集来提高地铁通信系统的可靠性。上述研究结果可为地铁隧道建设中的链路预算、切换方案设计和网络规划提供指导。
（图2 基于三组测量的1.8 GHz和5.8 GHz地铁隧道中的路径损耗和LS拟合。）
（图3 (a)1.8 GHz和5.8 GHz的PDF。(b)1.8 GHz和5.8 GHz的CDF。）
（图4 利用单指数模型拟合地铁隧道阴影衰落自相关系数的测量和理论结果。(a)1.8 GHz。(b)5.8 GHz。）
（文章引用）
@ARTICLE{9933809,
author={Zhang, Xuejian and He, Ruisi and Yang, Mi and Ai, Bo and Wang, Shaopeng and Li, Weiming and Sun, Wenpu and Li, Lizhe and Huang, Peng and Xue, Yunlei},
journal={IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters},
title={Measurements and Modeling of Large-Scale Channel Characteristics in Subway Tunnels at 1.8 GHz and 5.8 GHz},
year={2022},
volume={},
number={},
pages={1-5},
doi={10.1109/LAWP.2022.3218604}}
或
X. Zhang et al., "Measurements and Modeling of Large-Scale Channel Characteristics in Subway Tunnels at 1.8 GHz and 5.8 GHz," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 2022, doi: 10.1109/LAWP.2022.3218604.
