航空信道统计模型的改进与实现

证明了基于谐波信号叠加产生独立且具有部分U型多普勒功率谱的复高斯随机过程时各支路多普勒频率的约束条件.基于该条件提出一种最佳入射角的设计方案,将入射角分为随机和同定取值两部分,不但保证了相位的随机均匀分布,而且满足多普勒频率的约束条件.利用改进的谐波信号叠加方法和等效离散时间模型实现了多径环境下航空信道小尺度衰落的统计建模.理论分析和仿真结果表明,该仿真模型的多普勒功率谱和时延功率谱等统计参数均与参考模型一致.     

信道模型在无线通信环境中的适应性分析

为了更高效地分析无线传播环境下接收信号的相关性和频谱特性,提出了调整高斯散射体密度模型(Gaussian scatter density model,GSDM)和接收机位于外部的均匀椭圆模型(Uniform ellipse with receiver outside model,UERO)参数的方法。通过接收信号分量的均方根时延扩展和角度扩展来定义传播环境类型,使用最小二乘法来确定模型参数与时延扩展之间的关系。与模型参数最优值的比较结果显示,调整后两种模型的最小二乘误差普遍减小,说明此方法能有效地分析模型在不同传播环境中的接收角度的统计特性。     

一种信道估计平均长度动态调整的新方法

提出了利用相干Rake接收机原理,估计出有效到达径的信道估计参数及其包络信号;统计有效到达径包络信号的电平通过率,并由此估计出信道的多普勒频偏.利用多普勒频偏与最优信道估计平均长度的关系,动态地调整信道估计平均长度,使整个相干接收机的性能在不同的移动速度下均能获得较好的估计性能.     

一种多普勒频偏估计方法及分析

利用有效到达径上信道估计值包络的电平通过率,估计出时变多径信道的多普勒频偏,并分析了影响该频偏估计的几个系统参数,得到了合适的系统参数选取原则.同时在理论上分析了噪声环境下电平通过率的估计偏移,提出了修正方法,使得通信系统在各种移动速度和信噪比下都具有较高的估计精度.     

无气味滤波器在PN码时延和多径信道联合估计中的应用

研究了多径信道中PN码时延和信道系数的联合估计问题,提出了一种基于无气味滤波器的时延和多径联合估计方法,得出了频率选择性信道中估计器的仿真结果.然后将参数估计的均方误差与使用扩展的Kalman滤波器得到的均方误差、克拉美-罗限进行了比较,结果表明在多径信道中无气味滤波器的性能比扩展的Kalman滤波器性能更好.     

声振法水泥混凝土路面地基脱空判定

通过声振法采集水泥混凝土路面声频信号,利用 MATLAB软件的数据分析和处理功能进行音频信号的频谱及声谱分析,定义频率变量和频率峰态值等状态参数,应用多值神经网络和Dempster-Shafer理论建立了一套噪声环境下的自动识别系统,实现水泥混凝土路面地基脱空的判定.     

CDMA的Rake接收技术及其相关网络优化研究

CDMA系统相对于FDMA和TDMA两种多址技术,其在码分多址的基础上引入了扩频通信的概念.CDMA扩频码具有良好的自相关特性,这样可将无线信道中出现的时延扩展看作被传信号的再次传送.Rake接收机正是利用这一点,通过合并多径信号改善了接收信号的信噪比.南于CDMA系统是宽带传输的,并且所有信道共享频率资源,所以CDMA系统可以使用Rake接收技术,而其他两种多址技术则无法使用.     

一种新的相关复合衰落模拟方法

针对传统信道模型只对多径衰落进行统计建模的问题,将信道建模为包含多径及阴影衰落因素的复合模型,提出一种基于谐波叠加原理、易于硬件实现的时域相关复合衰落模拟方法. 推导了新方法输出衰落的幅值分布及相关性理论表达式,给出了仿真参数的计算方法. 基于Xilinx Virtex4 硬件平台的实测结果表明,该方法输出的信道衰落包络分布、多普勒功率谱及相关特性均与理论值吻合,可用于实验室模拟真实传播环境对无线信号的随机失真影响.     

改进的OFDM符号粗同步算法

利用周期前缀是OFDM系统中普遍的符号粗同步方法,但传统方法在多径信道中估计的定时位置会随路径能量的变化而在各条路径变动,导致滞后于理想位置而引入ISI和ICI.基于周期前缀在尾部ISI较弱的特点,提出了一种改进的符号粗同步算法,可有效克服时延扩展的影响,将定时点集中于第1条到达路径.在中短波信道中的仿真结果验证了该算法的良好性能.     

基于声发射技术的管道泄漏检测研究

通过搭建管道泄漏试验模拟平台,结合声发射(AE)技术,对管道泄漏AE信号的影响因素和初步定位技术进行了分析研究。探讨了传播距离、泄漏孔径、压力与AE信号之间的关系,通过相关分析法实现管道泄漏的定位。结果表明:AE信号频谱幅值随传播距离的增大呈衰减趋势;泄漏信号的频率随泄漏孔径的增大向低频集中,随压力的增大向高频扩展;传感器间距较小时,互相关分析法能够得出理想的定位结果。     

OFDM系统的时频同步优化

研究了多径衰落信道下OFDM系统的时频同步算法,分析了传统算法定时不准确的原因,提出了一种优化方法,并基于一个对称PN序列来完成时频同步. 通过寻找滑动相关求和值的第1个下降沿完成定时同步,给出了使用滑动求和值搜索窗口大小的选取方法,同时在频率同步中引入修正相关计算的概念. 仿真结果证明了该
算法在多径信道,特别是第1径不是最强径情况下的稳定性和优越性。     

矿井超宽带无线中继传输的误码率性能

应用数据中继技术改善矿井超宽带(ultra-wideband,UWB)无线通信系统的误码率性能,并研究误码率最低的中继节点部署策略.首先,分析UWB单跳数据链路(无中继)在矿井的多径传播特性和误码率.此后,在不增加传输能量的基础上,研究基于“解码再中继”协议的井下UWB多跳中继链路的误码率,提出误码率最低的中继节点部署策略.实验结果表明:采用所提出的最优中继节点部署策略,可以在不增加节点能量消耗的前提下将多跳UWB通信的误码率降低3～5 dB.     

移动车-车通信系统在n-Rayleigh信道下的性能分析

在n-Rayleigh信道下,研究了使用最大比合并接收的移动车-车通信系统的平均符号误码率和中断概率性能. 基于特征函数方法,推导了移动车-车通信系统在n-Rayleigh衰落信道上采用相移键控调制、正交幅度调制、脉冲幅度调制等方式的平均符号误码率的精确表达式和近似表达式,同时用近似闭合表达式表示中断概率. 然后通过数值仿真,验证理论分析的有效性. 仿真结果表明,系统的性能可以通过增加分集支路数以及减小衰弱因子来改善.     

多天线深空中继通信系统的中断概率和信道容量

中断概率和各态历经信道容量是分析深空通信系统性能的重要指标. 针对深空通信系统中链路损耗大、时延长、频繁中断的问题,分析了多天线深空中继通信系统的中断概率和各态历经信道容量. 根据深空通信环境的特点建立了基于独立不同分布瑞利衰落信道的系统模型,推导了单支路信噪比的精确表达式,进而给出了单支路接收信噪比的概率密度函数,并推导了在选择合并方式下系统中断概率的闭合解析式以及各态历经信道容量的近似表达式. 通过对系统性能的仿真,验证了本文系统模型和理论分析的有效性.     

基于循环平稳周期的交织差分最小均方误差多用户检测算法

以抑制宽带码分多址(wide code division multiple access, WCDMA)系统在快变信道中的多址干扰为目标,提出基于循环平稳周期的交织差分最小均方误差(interleaving differential minimum mean square error, IDMMSE) 多用户检测算法. 根据WCDMA系统特有的二级扩频结构,将差分最小均方误差(differential minimum mean square error, IDMMSE) 算法的权系数优化准则改为基于循环平稳周期,而不是基于简单的扩频因子. 该方法更准确地反映了多址干扰的变化规律,有利于抑制多址干扰. 另外,引入交织技术能使信源不相邻的具有相同综合扩频序列的符号在实际信道中相邻传输,从而保证DMMSE算法所需的快变信道中相邻两个符号周期内信道变化很小的假设成立. 仿真实验表明,IDMMSE算法能在一定程度上对抗多普勒频移,且误码性能优于现有自 适应MMSE算法.     

非线性包络检波器的均方根带宽及其在信道测量中的应用

根据输入来确定非线定非线性器件输出的功率频譜,是一个困难而又苦老的问题,曾为Rice等人研究过,但是,以往的结果,多半是在假设输入为高斯变量的情况下得到的,应用时受到较多的限制.     

基于多径时延跟踪的MIMO-OFDM系统信道估计

针对MIMO-OFDM系统,提出了一种低复杂度的基于多径时延跟踪的信道估计算法,并分析了信道估计的均方误差和计算复杂度.分析和仿真结果表明,这种算法通过对多径的跟踪降低了需要估计参数的维数,从而提高了信道估计的性能,并且降低了运算复杂度.     

OFDM无线通信系统中源于单频率偏移的ICI分析

在每条路径上具有相同的归一化单频率偏移(NSFO)条件下,通过数学技巧推导了由NSFO产生的归一化信道间干扰(ICI)功率(NIP)公式的简单形式.同Moose和Feng界相比,简单公式不仅容易且能精确地计算NIP.仿真确定该式成立条件:|NSFO|≤0.2和N_c ≥4,这里N_c是OFDM系统中总的子载波数.最后,将其应用到无线信道,推出由Doppler扩展产生的NIP公式.     

时延估计的克拉美—罗下界的渐近分析

从时延估计的Ｆｉｓｈｅｒ矩阵的最基本概率表达式入手，利用Ｔｏｅｐｌｉｔｚ（托布里兹）矩阵和循环矩阵的渐近等效性，以及循环矩阵的谱特性，导出了时延、多普勒、及其更高阶导数联合估计的Ｆｉｓｈｅｒ矩阵的严格渐近解析表达式，此结果较人们常采用的近似结果更加精确。两者之间的比较分析表明，有一定条件下两者具有较好的一致性。