基于正弦波叠加的短波信道仿真方法

在短波信道建模中,通常采用对高斯白噪声滤波来仿真多普勒扩展效应,这些模型的时域相关值与理论值相差较大。为克服这些缺点,提出了一种基于正弦波叠加的方法来实现短波信道中特定多普勒谱的Rayleigh衰落因子。推导了由Lorentzian型多普勒谱得到正弦波的频率和加权系数的四种不同方法的计算式。采用时域相关值的均方误差作为性能评价函数,计算机仿真结果表明模型在时域相关上与理论值非常接近。     

基于ITS模型的短波宽带移动信道建模与仿真

短波宽带移动信道模型是远程机动平台移动通信系统性能分析评估的基础,现有短波宽带信道模型不能有效表征机动平台移动信道快时变多普勒效应,难以适应机动平台短波移动通信需要。鉴于此,在分析机动平台行为模式与信道时变多普勒效应的映射关系基础上,推导出了机动平台移动信道冲激响应表达式,基于ITS(international telecommunication society)模型提出了一种适用于固定与机动不同场景、不同传播模式、宽窄带融合的短波通信信道模型。利用信道冲激响应与信道散射函数从时域色散、频域色散两个维度对本文信道模型的有效性进行了验证。结果表明,该信道模型能够基于机动平台运动轨迹实现时变多普勒效应传播复现与信道模拟;也能在运动轨迹未知情况下,基于飞行器种类、机动频率等先验信息,实现具有各态历经性的机动平台短波宽带信道仿真,对机动平台短波移动通信系统效能评估有重要意义。     

基于Watterson模型的HF信道模拟器设计与实现

基于Watterson信道模型确定了一种短波信道模拟器实现方案,给出了多径延时、多普勒频移、多普勒频扩和噪声等关键参数的仿真算法,进而采用软硬件结合、软件编程为主的方法,利用DSP芯片及相关外围器件,实现了一种话音带宽短波信道模拟器。实验结果表明,该模拟器性能达到了预期要求,能够实时模拟窄带信道条件下的短波信道。该模拟器作为一个功能模块,嵌入某型短波调制解调器中,为设备调试及现场自测试提供了一种有效手段。     

基于神经网络的时变无线信道仿真

提高频谱利用率、实现超大容量传输的前提是精准掌握无线信道特性信息.研究了反馈神经网络(Back Propagation Neural Network, BPNN)在无线信道多普勒功率谱仿真中的应用.利用大量样本训练BPNN实现对时变信道进行预测.仿真结果表明,与传统方法对比,BPNN的仿真效果更接近理论值,误差更小,具备很好的容错性,同时模型输出结果的频域呈U型谱,时域自相关函数满足第一类贝塞尔函数,很好地符合Jakes模型的时频域条件.对3种方法的时间复杂度进行比较,结果表明BPNN的时间复杂度最高,牺牲了时间复杂度但换取了高精度和低误差.对3种误差逆向传播算法的仿真结果进行对比,发现列文伯格-马夸尔特(Levenberg-Marquardt, L-M)算法训练BPNN的均方误差最低,效果最佳.     

移动通信衰落信道的建模与仿真

在分析移动通信信道的多普勒扩展、平坦衰落和频率选择性衰落的基础上,将有限个等频率间隔的随机相位谐波信号叠加,设计了移动通信系统的Rician信道确知仿真模型;通过选择不同滤波器结构和参数将高斯白噪声转化为多种有色高斯随机过程,设计了移动通信系统的Rician信道随机仿真模型.基于最小均方误差(MMSE)准则推导了任意信号功率谱条件下的信道模型参数,利用Matlab编程实现了移动通信衰落信道实验系统.仿真实验表明,提出的2种信道模型较好地反映了移动通信衰落信道的主要特征且实现简单,尤其是谐波数为8的确知仿真信道参数已经接近理论值,适用于多种移动通信系统的理论研究和信道仿真.     

一种Rayleigh衰落信道模拟器的设计

提出了一种以FPGA为实现平台的Rayleigh衰落信道模拟器设计方法.该模拟器采用基于正弦波叠加法的改进Jakes仿真模型,其统计特性与Rayleigh衰落信道吻合度较好.该模型的定点仿真和模拟器的仿真实验结果表明,信道模拟器能较好地模拟Rayleigh衰落信道的特性.     

一种卫星通信多普勒频偏快速捕获和跟踪算法

为降低Ka频段卫星移动通信中的信道误码率,该文基于π/4-DQPSK调制方式推导了一种多普勒频偏的捕获方法.在跟踪阶段利用自回归模型对有色噪声建模,并利用卡尔曼算法对噪声进行滤波.仿真结果表明:随着时间的推移,参数估计值与实际值之间的误差均方值越来越小,且噪声模型的参数在很短的时间内就达到较高的估计精度;在多普勒频偏跟踪阶段,随着跟踪时间的加长,多普勒频偏的估计值逐渐收敛到理论值;该文提出的多普勒频偏跟踪算法切实可行,卡尔曼算法保证了跟踪阶段频偏估计值的稳态收敛.     

一种易于实现的宽带短波信道模拟器

在美国电信科学协会(institute for telecommunication sciences,ITS)模型的基础上设计了一款易于仿真实现的宽带短波信道模拟器.通过分析其信道散射函数,验证了宽带短波信道模拟器模拟实际短波信道的有效性.采用该宽带短波信道模拟器仿真测试了24 kHz信道带宽下的单载波频域均衡(sin...     

基于3GPP-SCM的MIMO信道多普勒功率谱性能研究

多普勒功率谱是分析无线信道的一项重要指标,对接收机的调制解调都存在一定的影响.随着多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统的发展,经典多普勒功率谱已经不再适用于MIMO信道的分析.为了更好地分析与更准确地预估MIMO系统的多普勒功率谱.基于第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)的空间信道模型(spatial channel model,SCM),对角度谱为拉普拉斯分布时无线信道的多普勒功率谱进行了理论分析与推导,并结合SCM模型的空时相关性提出了统计多普勒功率谱的方法.在MATLAB仿真平台上,通过配置特殊的发射信号提取各径的衰落系数并统计了数值结果.仿真结果表明,MIMO信道下的多普勒功率谱不仅由用户终端移动速度、中心载波决定,入射波角度分布对其分布也起着决定性的影响.     

相关Nakagami衰落分集信道仿真与分析

针对传统Nakagami衰落仿真方法难以提供精确互相关性的问题,提出一种适用于不同支路功率和衰落系数的相关Nakagami衰落信道仿真模型.证明了Nakagami和Gamma随机变量相关系数的内在联系,利用相关Gamma变量的均方根获得相关Nakagami衰落,推导了该模型输出幅值分布的误差表达式.仿真结果表明:该模型实现简单,仿真输出衰落幅值、相位分布与理论值吻合,互相关性能优于传统模型;其中第1支路通常由单个Gamma变量直接产生,仿真输出衰落的分布误差为0.     

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的瞬态解析方法

为了解决空间分辨率和频率测量精度之间的矛盾,将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,建立了运用瞬态受激布里渊散射耦合波方程组描述该系统的数学模型。采用时域有限差分法求解了瞬态受激布里渊散射耦合波方程,仿真拟合了常微分方程组的时域幅值解,并实验验证了脉冲预泵浦瑞利布里渊光时域分析系统散射光功率谱和理论的一致性。结果表明,传感脉冲光、瑞利散射光和声波场三波幅值拟合方程的均方根误差可达0.003 097、0.005 717和0.020 75,沿光纤长度该系统功率谱呈现出携带布里渊信息的瑞利散射特性,可实现光纤温度和应变的传感检测。     

一种基于线性正则变换域功率谱的信号检测方法

本文通过信号利用线性正则变换域功率谱,进行了参数估计和信号检测.作者首先分析了随机信号通过LCT域滤波器的统计特性,得到了输入输出随机信号的均值关系,输入、输出随机信号之间相关函数之间的关系,同时,定义了线性正则变换域功率谱,进一步研究了在线性正则变换域中,输入输出信号的相关函数与功率谱之间的关系,并且利用信号在线性正则变换域中的功率谱对单分量chirp信号进行了参数估计,理论和仿真结果均表明该方法优于基于FRFT域功率谱的参数估计方法.     

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。     

MIMO-STAP稀疏字典降维方法

针对机载多输入多输出(MIMO)雷达空时自适应处理(STAP)技术在使用稀疏方法恢复杂波谱时存在的计算复杂度高的问题,提出了一种字典降维方法。该方法直接使用训练样本估计出低分辨率的杂波空时谱,并在此基础上用FOCUSS算法的迭代式提升谱的分辨率,进而计算各原子的Capon功率谱并将谱值较大的原子挑出组成降维字典。当存在多普勒模糊时,则利用先验知识排除因多普勒模糊而入选的原子,将其余满足要求的原子取出组成降维字典。仿真实验表明:降维字典能够完全覆盖杂波脊线,使用降维字典在维持算法输出SINR性能的同时,可有效提升运算效率。     

基于光载无线电技术的超宽带脉冲信号产生方法

提出了一种利用光纤色散特性产生超宽带脉冲信号的光学方法.对12.5G b/s伪随机序列的传输特性进行了仿真,结果表明:高斯脉冲通过光纤传输系统后,时域上获得的脉冲信号接近于FCC的超宽带脉冲波形模板,频域上获得的信号频谱接近于FCC的频谱规范.     

一种基于计算相关系数的成分相近金属材料的超声辨识方法

以3种成分相近金属材料作为试样,提取10 MHz的高频超声波脉冲在材料内部一定深度处传播时所产生的散射信号.截取相邻两段时域信号,经FFT变换后得到相应的幅度谱和衰减系数谱,再对不同材料的衰减系数谱进行相关计算.结果表明,文章提出的以计算相关系数为手段的方法,可以对成分相近的金属材料进行辨识.     

Rayleigh信道的建模与仿真

移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,其中小尺度衰落仿真又是其中的重点和难点。针对多普勒频移和无线信道的随机性,讨论了基于Rayleigh衰落的无线信道的小尺度模型,并运用数字信号处理方法,在频域给出了多普勒滤波仿真小尺度信道衰落的方法、频率选择性信道的仿真模型和仿真曲线。该方法较好地模拟了信号载波频率和通信终端移动速度的影响。     

新型多通道并行宽带数字雷达侦察接收机设计

针对现代雷达侦察接收机对ADC高采样率要求的难题,给出一种新的信号采集系统方案。利用多个低速率ADC并行采样,通过自适应波束形成算法对信号的频谱进行恢复,从而获取完整的信号频域信息。根据雷达侦察接收机的实际工作条件以及对实时性要求,对频谱恢复算法进行了性能优化和参数计算,并对算法进行了仿真。算法仿真结果和雷达信号处理机硬件测试结果表明,能够有效地提高侦察接收机的带宽,并且得到较好的频谱分析结果,能够广泛的应用于宽带数字雷达侦察接收机系统中。     

地空数据传输系统中单载波频域预均衡技术

在频率选择性瑞利慢衰落信道条件下,提出了一种适用于地空传输系统上行链路的单载波频域预均衡方法。在此基础上设计了预均衡系统模型,地面端将下行链路中的导频信号与本地导频信号对比进行信道状态估计,利用获得的信道状态信息对上行链路信号进行预均衡处理,然后在机载接收端对上行链路信号进行再均衡。基于迫零准则和最小均方误差准则,分析了该方法的信号处理流程,计算得到预均衡系数。通过仿真实验,对比分析了不同均衡方案的误码性能,结果表明:单独在地面发送端进行预均衡,会出现误码率平台效应;而预均衡之后在机载接收端进行再均衡的方法,在误码率为10-5的情况下,与采用线性均衡结构的传统单载波频域均衡方法相比有2~3dB的性能增益。