轨道交通场景电波传播建模理论与方法

目录

第1章绪论1

1.1研究背景与意义1

1.1.1轨道交通的国家战略意义1

1.1.2轨道交通场景的移动通信系统2

1.1.3轨道交通场景电波传播的研究意义3

1.2电波传播建模基础5

1.2.1电波传播建模的意义5

1.2.2电波传播建模理论5

1.2.3电波传播机制6

1.2.4电波传播建模的内容7

1.3章节安排8

第2章电波传播建模方法11

2.1电波传播建模的基本方法11

2.2电波传播模型的类型11

2.2.1经验性模型12

2.2.2随机模型15

2.2.3确定性模型17

2.2.4电波传播建模方法对轨道交通场景的适用性19

2.3轨道交通场景电波传播建模研究进展20

2.3.1轨道交通户外场景电波传播建模研究现状20

2.3.2轨道交通隧道场景电波传播建模研究现状21

2.3.3轨道交通场景电波传播现有研究的局限22

2.4本章小结23

第3章轨道交通真实场景的电波传播确定性建模研究24

3.1引言24

3.2射线跟踪方法的理论依据25

3.3射线跟踪法的分类与轨道交通场景适用性分析26

3.3.1发射射线法27

3.3.2镜像法28

3.3.3对比分析及对轨道交通场景的适用性结论28

3.4相关工作综述28

3.5电波传播确定性建模方法29

3.5.1三维射线光学信道模型29

3.5.2基于栅格数据库的多峰绕射模型32

3.6真实高速铁路场景建模34

3.7确定性模型验证38

3.7.1用于验证确定性建模方法的轨道交通测量场景38

3.7.2预测结果和实测结果的比较39

3.8本章小结41

第4章轨道交通典型户外场景电波传播的半确定性（包括经验性）建模42

4.1引言42

4.2相关工作综述43

4.3包含经验性模型的电波传播半确定性建模方法与模型43

4.4实车测量与模型验证47

4.4.1测量原理47

4.4.2测量系统48

4.4.3实车测量50

4.4.4模型验证50

4.5本章小结54

第5章轨道交通场景半封闭空间电波传播建模研究56

5.1引言56

5.2相关工作综述59

5.3横跨桥相关的定义60

5.3.1横跨桥场景的几何参数60

5.3.2由横跨桥所造成的影响的相关性61

5.3.3横跨桥的传播机制区62

5.4横跨桥场景的测量63

5.5横跨桥场景的测量结果与分析64

5.5.1去除天线辐射图的影响64

5.5.2数据分析65

5.6对横跨桥造成的额外传播损耗的建模69

5.6.1对独立横跨桥额外损耗模型的建模69

5.6.2横跨桥群额外损耗模型71

5.6.3独立横跨桥模型和横跨桥群模型的验证71

5.7车站场景相关的定义和条件75

5.7.1发射台和车站之间的不同距离75

5.7.2不同类型的车站75

5.7.3车站内列车所在的不同轨道76

5.7.4不同的电波传播机制和对应的区域77

5.8车站场景的测量和数据分析79

5.8.1车站场景的测量79

5.8.2去除天线辐射图影响和选择参考传播模型80

5.8.3车站场景的电波传播特性80

5.8.4车站场景传播特性的相关发现80

5.8.5四个条件影响传播特性的定量总结84

5.8.6对车站场景通信系统网络规划的建议85

5.9车站造成的额外传播损耗的建模85

5.9.1车站额外损耗模型的建立86

5.9.2车站额外损耗模型验证88

5.10半封闭式空间额外损耗的普适模型90

5.10.1普适模型架构90

5.10.2实现过程92

5.11对毫米波波段的设备内/间通信中的半封闭式空间的应用93

5.12讨论102

5.12.1关于在具体案例中的实现102

5.12.2关于建模方法103

5.13本章小结103

第6章隧道场景电波传播建模研究105

6.1引言105

6.2相关工作综述106

6.3隧道中电波传播的完整模型架构107

6.3.1自由空间传播区和极远区中的传播损耗108

6.3.2近阴影区的统计性建模108

6.3.3近阴影现象的临界条件以及对大型用户和小型用户的判别113

6.3.4多模态传播区和基模态传播区的有限多模态建模113

6.4对不同传播机制区之间的分界点位置进行建模117

6.4.1第一分界点位置模型117

6.4.2第二分界点位置建模117

6.4.3第三分界点位置建模117

6.4.4第四分界点位置建模118

6.4.5完整隧道场景电波传播模型的全景图119

6.5完整隧道场景电波传播模型验证120

6.5.1与铁路隧道中测量结果的比较120

6.5.2与地铁隧道中测量结果的比较120

6.5.3关于完整隧道电波传播模型架构以及基于分段的建模思想的讨论122

6.6本章小结123

第7章隧道场景电波传播第一分界点建模研究125

7.1引言125

7.2任意横截面隧道中第一分界点位置建模126

7.3第一分界点模型在矩形、圆形和拱形隧道中的验证129

7.3.1矩形隧道中的第一分界点模型129

7.3.2圆形隧道中的第一分界点模型130

7.3.3拱形隧道中的第一分界点模型131

7.3.4任意横截面隧道中第一分界点模型验证结果133

7.4第一分界点模型的简化及其相关讨论134

7.5本章小结136

第8章总结与展望138

8.1全书总结138

8.2展望140

参考文献141

后记155 2100433B

当今中国已成为世界高速铁路建设里程最长的国家。近年来，中国开启了“高铁外交”的进程，尤其是在“一带一路”战略中，将轨道交通的发展提升到了国家战略的高度。在轨道交通场景中的移动通信系统，不仅涉及旅客信息服务，而且关系到列车的安全运行。然而，轨道交通场景的特殊结构给沿线移动通信系统设计和网络规划带来重重挑战。所以，作为移动通信系统设计、规划以及部署的重要基础，轨道交通场景的电波传播预测建模一直是工程电磁场理论的研究重点之一。本书致力于对轨道交通场景的电波传播建模理论和方法进行综合性的研究，在准确揭示电波传播机制的基础上，为不同通信系统在轨道交通场景中的网络规划提供各具特色的电波传播预测模型。

《电力系统建模理论与方法》内容涵盖了电力系统建模的各个主要方面，首先介绍电力系统建模的基本理论和基本技术，然后重点介绍在学术上、应用上都十分重要的同步发电机组建模、电力系统动态等值建模以及电力负荷建模，最后介绍电力系统建模的其他方面，包括电力系统建模比较成熟的方面（如输电线路建模、火电厂建模、水电厂建模）和电力系统建模比较新颖的方面（如风力发电建模、微网建模、整体建模）.对于每个建模问题，都是先介绍模型结构，再介绍建模方法，最后介绍算例或实例，以加深读者的理解。《电力系统建模理论与方法》既适合科研人员和研究生阅读，也适合管理、设计、生产部门的人员阅读。

电波传播时延是指无线电波从甲地传播到乙地所经历的时间 。

基于拓扑结构的交互三维场景建模主要研究如何从拓扑结构出发，由多角度图像结合用户交互快速有效地构造真实感的场景模型，其中最关键的问题在于用拓扑结构有效地描述三维场景几何信息，准确地从多幅图像中提取和重建。网络的发展使得大规模图像数据集的获取变得容易，为场景的三维重建提供了大量信息，但由于其差异性，也带来了巨大挑战。传统的运动恢复结构算法只能构造空间的三维点云，缺少场景的结构信息。本课题拟尝试从一个全新的角度，研究一种通用高效的基于大规模图像集合的三维建模算法。本课题拟从描述场景几何的关键拓扑结构出发，研究如何结合有限的用户交互，从多幅图像中抽取空间统一的拓扑结构信息，并重建其三维几何；研究由稀疏拓扑结构到完整表面模型的构造算法，结合输入图像的灰度和纹理信息，获得具有真实感的三维模型。本课题预期在几何模型表达理论上有所突破，在三维重建技术方法上有所创新，为该技术的理论化和实用化奠定基础。