基于OFDM的無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)信息化的關(guān)鍵技術(shù),有著嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性與可靠性的通信需求。本項(xiàng)目以鋼鐵工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為應(yīng)用范例，利用認(rèn)知無(wú)線電的認(rèn)知性與適變性，探索工業(yè)認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知與資源管理的科學(xué)方法，建立認(rèn)知無(wú)線電面向工業(yè)應(yīng)用的協(xié)議與性能評(píng)估體系。主要研究?jī)?nèi)容有：(１)基于認(rèn)知的頻譜感知，包括頻域內(nèi)基于信號(hào)盲檢測(cè)的頻譜感知與分布式合作頻譜感知；(２)基于認(rèn)知的路由、信道規(guī)劃與中繼技術(shù)研究，包括面向時(shí)、空、頻域特性的路由與頻譜規(guī)劃，基于中繼的差錯(cuò)控制；(３)工業(yè)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制研究，即開(kāi)發(fā)輕量級(jí)、頻譜同步的加密算法與路由安全策略；(４)工業(yè)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有效信道容量分析與優(yōu)化，包括聯(lián)合性能與干擾限制的有效信道容量建立與基于部分信道狀態(tài)的功率控制；(５)面向工業(yè)的認(rèn)知無(wú)線電協(xié)議測(cè)試平臺(tái)開(kāi)發(fā)。本項(xiàng)目有望在理論與技術(shù)層面上有所突破和創(chuàng)新，為認(rèn)知無(wú)線電的工業(yè)應(yīng)用奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

由于高速鐵路無(wú)線信道存在著測(cè)量效率低、測(cè)量數(shù)據(jù)少、測(cè)試條件難以保障等難點(diǎn)，至今世界范圍內(nèi)尚沒(méi)有公認(rèn)的可信、可用的高鐵寬帶無(wú)線信道模型。信道模型的缺位已經(jīng)成為阻礙面向高鐵的新一代寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)研究的瓶頸。本課題采用時(shí)頻域信道建模方法- - 幾何隨機(jī)散射理論和傳播圖理論，針對(duì)高鐵平原和U型槽兩種典型場(chǎng)景，研究無(wú)線信道延時(shí)域、頻率域、角度域的衰落特征，推導(dǎo)時(shí)頻空相關(guān)函數(shù)閉式解，探討電波在高鐵典型場(chǎng)景中的傳播規(guī)律。同時(shí)，利用本團(tuán)隊(duì)已有的高鐵典型場(chǎng)景下的單天線信道測(cè)量數(shù)據(jù)及本課題準(zhǔn)備實(shí)施的多天線測(cè)量數(shù)據(jù)，采用組合優(yōu)化方案，對(duì)理論信道模型進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證。本課題的開(kāi)展，突破傳統(tǒng)的基于測(cè)量的信道建模技術(shù)，將理論建模方法和實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)相結(jié)合，構(gòu)建更為準(zhǔn)確的高鐵無(wú)線信道數(shù)學(xué)模型，將更好的為高鐵場(chǎng)景下通信系統(tǒng)鏈路級(jí)仿真和樣機(jī)試驗(yàn)提供理論基礎(chǔ)和試驗(yàn)保證。