卫星移动信道中色高斯随机过程仿真方法研究

 对频率选择性信道和频率非选择性信道,高斯随机过程是信道建模的基础.深入探讨了基于有限个谐波重叠产生有色高斯随机过程的方法,利用所产生的高斯随机数,对Loo模型进行了仿真,给出了这个模型的理论和仿真的概率密度函数和累积分布函数图.仿真结果表明,用有限个加权正弦信号的叠加近似有色高斯过程的方法不仅简单、准确,而且其实现性和实时性都很好.     

基于舍弃法的Nakagami衰落信道仿真

提出1种基于舍弃法的Nakagami衰落信道仿真方法,仿真了Nakagami概率密度函数(pdf)和累计分布函数(cdf),仿真曲线结果很好地拟合Nakagami衰落信道的理论值.同时给出了此法与3种经典方法--Brute force法,正弦求和法和逆变换法的比较,比较结果得出舍弃法是一种快速、易懂、有效仿真 Nakagami衰落信道仿真方法.     

移动衰减信道确定性的仿真模型

莱斯的正弦信号总和可以有效地近似高斯色噪声过程,对移动衰减信道模型的软硬件认识极为重要。主要对仿真模型的幅度和相位的概率密度函数进行了研究。由于仿真模型的确定性,可以求出幅度和相位的概率密度函数、自相关函数、互相关函数。对于给定多普勒功率谱特性的高斯、瑞利、莱斯过程,提出了用一定数量的正弦信号来近似的优化办法。     

基于广义伽玛分布的灵活独立分量分析算法

针对基于拉普拉斯分布灵活独立分量分析算法收敛速度较慢的问题,提出了一种基于广义伽玛分布的灵活独立分量分析算法,该算法把广义伽玛分布概率密度函数作为语音信号概率密度函数的估计,得到一个更加适合语音信号分离的激活函数。将推导出的激活函数应用于独立分量分析(ICA)的自然梯度算法中进行了计算机仿真实验,验证了算法的收敛性能和分离性能。     

室内外非对称信道模型及其MIMO研究

针对非均匀散射体分布以及非对称空间分布的移动通信环境,提出基于散射体高斯分布下室内外非对称空间信道模型.对指向性天线覆盖下的移动通信环境,使用该模型估计此非对称室内外多径衰落信道的重要空时信道参数,如信号的到达角度(AOA)和到达时间(TOA)的概率密度函数.数值仿真结果表明该模型的信道参数估计结果符合理论和经验,该模型的提出扩展了空间信道模型的研究,为多输入多输出(MIMO)多天线系统空时处理算法和仿真无线通信系统提供了精确和灵活多变的信道模型.     

基于独立阴影的卫星移动通信信道模型及仿真

 信道模型是卫星移动通信系统设计和线路设计的基础.主要研究了陆地卫星移动通信独立阴影衰落信道模型,2个相互独立的对数正态随机过程分别作用于直射信号分量和多径散射信号分量,接收信号包络是一个对数正态分布分量与另外一个对数正态分量与瑞利分量乘积之和.给出了该模型的电平通过率和衰落持续时间.累积分布仿真结果与理论分析计算结果的比较证明了模型的有效性.     

基于随机几何的变电站无线通信信道模型

无线通信技术与变电站紧密融合,是保障变电站正常运行的重要因素之一。由于变电站电气设备密集多样、移动通信终端信号传输路径复杂,传播特性有别于经典无线通信场景。为此,本文基于随机几何建模法(geometry-based stochastic model,GBSM),从变电站实际场景出发,将其抽象为圆形栅柱的几何模型;模拟设备密集区域LOS分量少的现象,设置LOS与NLOS子区,推导模型的空时相关函数(ST-CF) ,空间互相关函数(CCF)和时间自相关函数 (ACF)的数学表达式,搭建出适用于变电站室外典型结构的随机几何信道模型。参考模型与仿真模型结果验证了该3D圆形栅柱随机几何模型具有可行性。实验结果表明LOS、散射体分布和多普勒效应对变电站室外无线信道特性有较大影响。     

基于大涡模拟的湍流非预混燃烧混合分数概率密度函数

混合分数概率密度函数(probability density function,PDF)反映了湍流对燃料和氧化剂混合过程的影响,在湍流非预混燃烧的理论研究和数值模拟中有非常重要的作用。该文基于大涡模拟(large eddy simulation,LES)对非预混火焰中的混合分数PDF进行了研究。利用LES预测的SandiaFlame D的速度和温度的均值和均方根分布与实验结果符合很好,瞬态温度场显示了合理的湍流火焰形态。混合分数PDF在反应区为钟形分布,在贫燃侧和富燃侧为钟形分布或单调形分布,取决于当地流场状态。对简化PDF模型的研究表明:β函数模型对钟形PDF和单调形PDF的预测效果都很好;截尾Gauss函数模型只能较好地预测钟形分布PDF;多点δ函数模型的预测能力与截尾Gauss函数模型的预测能力类似;双δ函数模型的预测结果偏差较大。     

非对称空间统计信道模型及其MIMO多天线系统

针对在非均匀散射体分布以及非对称空间分布的移动通信环境,引入几何分割法导出基于散射体高斯分布的非对称空间统计信道模型.在指向性天线覆盖下的非对称宏小区和微小区以及街道和室内小区的移动通信环境下,模型能估计多径衰落信道的重要空时信道参数,如信号到达角度(AOA)、到达时间(TOA)概率分布密度函数以及到达信号的空-时相关性.另外,在非对称空间统计信道下设置了MIMO多天线线性阵列(ULA)和圆环阵列(UCA),研究了此衰落信道的信道容量.通过信号的AOA和TOA概率密度函数的数值结果与多径衰落信道圆模型(GBSBM)的数值结果对比,表明本模型的信道参数估计结果符合实际的移动通信环境.假设非均匀散射体分布为高斯分布时,本模型的数值结果阐明了分布参数对信道参数的影响,拓展了空间统计信道模型的研究和应用,对评估MIMO多天线阵列系统空时处理算法和仿真无线通信系统提供了有力的工具.     

移动衰减信道确定性的仿真模型

莱斯的正弦信号总和可以有效地近似高斯色噪声过程,对移动衰减信道模型的软硬件认识极为重要.主要对仿真模型的幅度和相位的概率密度函数进行了研究.由于仿真模型的确定性,可以求出幅度和相位的概率密度函数、自相关函数、互相关函数.对于给定多普勒功率谱特性的高斯、瑞利、莱斯过程,提出了用一定数量的正弦信号来近似的优化办法.     

卫星移动信道中Suzuki—Corazza混合模型仿真研究

陆地移动卫星通信系统的复杂度越来越高,需要对信道模型进行建模以有效缩短通信系统的开发周期。色高斯随机过程是信道建模的基础,其产生方法是采用有限个加权正弦信号的叠加来近似。通过对衰落信道中的Suzuki模型和Corazza模型的研究,在这两种模型的基础上提出了一种新的Suzuki—Corazza全阴影混合模型。在这种模型中。Rayleigh过程和考虑视距分量的Rice过程分别被两个不相关的Lognormal随机过程影响,这种模型的自由度数增加。实际上增加了复杂性,但改善了模型的适应性。给出模型的仿真实现框图、一阶统计特性和计算机仿真。仿真结果表明,仿真结果与计算分析结果吻合得非常好。     

一种新的卫星移动信道Markov两状态统计模型

提出了一种新的Markov两状态信道模型,即理想信道状态和非理想信道状态。此模型对于理想信道状态,总的接收信号能量服从莱斯概率密度分布;对于非理想信道状态,接收信号能量服从Corazza模型的概率分布。结果给出了仿真和测量的累积分布、电平交叉率和平均衰落持续时间的比较图,这些图表明,此假设不仅简单、准确,而且具有一定的实际意义。     

自组织网络随机方向模型的渐近节点分布

应用几何概率的方法分析自组织网络随机方向移动模型的渐近节点分布特征.分析针对两种形状的仿真区域,对于圆形区域,得到了节点分布函数的精确闭式解;对于正方形区域,得到了分布函数的数值积分解.理论分析和仿真证明,应用随机方向移动模型的网络当达到平稳状态时,节点会以较高的概率靠近区域边界,而以较低的概率位于区域中心.     

基于双端截断功率谱密度的扩展Suzuki地面移动卫星信道模型

为使信道模型能更加准确地反映实际信道传播特性,根据多谱勒扩展功率谱密度在频域上的分布特性,提出一种基于双端截断功率谱密度的扩展Suzuki地面移动卫星信道模型。该模型假设接收信号的功率谱密度在低频段与高频段均被截断,推导其概率密度函数、电平交叉率等统计特性,并与实测数据进行比较。仿真结果表明,相比单端截断模型,该模型能够更好地吻合实测数据,更加准确地反映实际信道传播特性。在某些参数给定的情况下,该模型可以转化为其他窄带卫星信道模型,是一种适用性比较广的卫星信道模型。      

MIMO-OFDM系统中基于波束成形的信道容量的分析

提出了一种在有限反馈条件下多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中基于波束成形的系统容量分析方案.对一个选好的波束成形向量,分析了确定性信道、随机性信道的容量,并结合注水法来进一步分析波束成形对系统容量的提升能力.通过仿真可知,采用波束成形技术能够在一定程度上提升MIMO-OFDM系统在确定性信道与随机性...     

云雾天气下卫星信道两状态Markov模型研究与实现

为研究云雾天气下卫星信道的传播特性,建立了云雾天气下卫星信道两状态模型。首先分析多径效应、阴影效应及云雾天气对卫星信道链路的影响;然后分别建立表征云和雾天气下信道传输特性的Corazza信道模型和Nakagami信道模型,并利用两状态Markov模型实现云雾天气变化带来的信道转换;最后设计了信道模型的实现方法。仿真结果表明,所建模型模型的仿真数据与理论数据具有较好的吻合性。     

基于快速傅里叶变换的三维非高斯粗糙表面数值仿真

实际工程粗糙表面多数符合非高斯分布,非高斯粗糙表面的数值仿真和生成对于研究两表面间润滑、接触行为具有重要意义。基于有限脉冲滤波技术,利用快速傅里叶变换算法,生成具有给定峰度、偏态和自相关函数的非高斯粗糙表面。当非高斯粗糙表面生成时,将其高度分布视为随机序列,用幅值和相角两个分量来表示,通过分别求解这两个分量使粗糙表面具有给定的表面粗糙度参数。结果表明,对于各向同性和各向异性表面,生成表面的自相关函数与给定的自相关函数吻合良好,并具有给定的峰度和偏态。     

考虑载荷作用次数的失效相关系统可靠性模型

研究了随机载荷作用次数对系统可靠性的影响,运用载荷-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了随机载荷多次作用下的失效相关系统可靠性模型.考虑系统中零件的失效相关性,在不作独立假设的前提下,运用系统级载荷-强度干涉模型建立了串联系统和并联系统可靠性模型;根据随机载荷作用的统计学意义,运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数,在此基础上,建立了载荷多次作用下的失效相关系统可靠性模型.并运用Monte Carlo方法对随机载荷多次作用下的失效相关串联系统可靠性模型进行了仿真实验,验证了本文模型的正确性.     

基于MIMO天线多载波系统的最大容量及最优信道选择算法

为了实现多输入多输出（MIMO）系统的最优传输,在加性高斯白噪声信道下分析了MIMO天线的信道容量增益,选而提出在MIMO多载波系统中,对信道进行时-频-空三维划分的理论,并给出了时-频-空三维能量密度谱的概念,从而对能量和时-频资源进行约泉．在此基础上推导并得出了MIMO多载波系统在加性噪声下的最优能量分配准则和MIMO多载波系统的容量上限在最优能量注水解的指导下,对基于MIMO天线的正交频分复用（OFDM）系统进行最优信道选择,并与未经信道选择算法的系统在相同资源约束和信道环境下进行性能比较仿真结果表明,经过信道选择的系统能更有效地保证符号可靠传输,并且系统容量逼近提出的容量上限．