基于信道特征的超宽带非视距鉴别及定位算法

脉冲超宽带(impulse radio ultra wide band,IR-UWB)测距定位系统中,信号的非视距(non-line-of-sight,NLOS)传播检测及在定位算法中给予误差矫正是提升定位性能的主要方法。为此提出了一种基于信道统计量(channel statistic information,CSI)——峭度(kurtosis,K)和均方根时延扩展(root mean square delay spread,RMS)联合似然比检验(Likelihood ratio test,LRT)区分NLOS状态的算法。该算法首先对IEEE802.15.4a信道的K和RMS的概率分布进行建模,作为标准信道分布;然后对信道的瞬间分布和标准分布的KL散度做LRT检测信道状态。最后利用信道检测结果,提出了一种基于LRT的Taylor(LRT-Taylor)定位算法。仿真结果表明:K和RMS联合的LRT检测法鉴别所有UWB信道环境都有较高的准确率;在移动端(mobile terminal,MT)与锚点(anchor node,AN)间为较复杂的NLOS环境时,LRT-Taylor算法也能获得较高的定位精度。     

5.8 GHz室外环境传播特性分析

为了给下一代无线通信系统(B3G:eyond 3G)参数设计提供参考以及为算法仿真提供信道建模,针对国内城市室外环境不同的传播场景,在5.8 GHz频段和20 MHz信道带宽的测量条件下,进行了室外信道测量和研究.根据测量数据统计分析,.8 GHz频段路径损耗指数在视距通信(LOS:ine of Sight)时为2.53,在非视距通信(NLOS:o Line of Sight)时为3.3～3.8;同时,对COST231-WI路径损耗模型进行了修正,考虑到阴影衰落的影响,修正后的模型能较准确地预测接收功率,为系统覆盖范围预测提供参考.均方根时延扩展(Root Mean Square Delay Spread)的累积概率为0.9时,在0.5～0.8μs之间变化.均方根角度扩展(RMS Azimuth Spread)主要由发射天线位置和传播环境决定.     

5.8 GHz室外环境传播特性分析

为了给下一代无线通信系统(B3G:Beyond 3G)参数设计提供参考以及为算法仿真提供信道建模,针对国内城市室外环境不同的传播场景,在58 GHz频段和20 MHz信道带宽的测量条件下,进行了室外信道测量和研究。根据测量数据统计分析,58 GHz频段路径损耗指数在视距通信(LOS:Line of Sight)时为253,在非视距通信(NLOS:No Line of Sight)时为33～38;同时,对COST231-WI路径损耗模型进行了修正,考虑到阴影衰落的影响,修正后的模型能较准确地预测接收功率,为系统覆盖范围预测提供参考。均方根时延扩展(Root Mean Square Delay Spread)的累积概率为09时,在05～08 μs之间变化。均方根角度扩展(RMS Azimuth Spread)主要由发射天线位置和传播环境决定。     

室内楼梯环境2.6 GHz频段传播特性测试与建模

在室内楼梯环境中,测量了2.6 GHz频段的无线传播特性.基于大量的实测数据,建立了路径损耗模型并得到阴影效应Xσ的统计特性,发现Xσ均值和方差随天线高度变化而变化.通过对测得的频率响应做傅里叶反变换,得到均方根（RMS）时延扩展的统计特性,发现其均值与方差也是随天线高度变化而变化.进一步研究均方根时延扩展和频率相干带宽之间的负相关性,得出它们之间满足幂指数关系式.这种传播模型能够为LTE通信系统的设计提供重要依据.     

矩形隧道中电波传播特性预测

电波传播特性预测是无线电系统设计的基础,其中路径损耗特性关系到系统覆盖范围,决定系统布局,时延特性决定数字通信系统的最大数据传输速率.提出一种预测矩形隧道中电波传播特性的方法,该方法可以通过几何光学原理精确地计算出由发射天线到达接收天线的电波主要路径,避免了复杂度很高的射线跟踪过程,使传统预测方法的计算复杂度大大降低.仿真结果表明：该模型对电波传播的路径损耗预测精度不低于传统的射线跟踪方法;隧道环境中收发天线相距越近,其接收的多径信号的平均时延扩散与均方根（root mean square, RMS）时延扩散越大;隧道截面积越大,其接收的多径信号的平均时延扩散与RMS时延扩散越大.     

煤矿井巷多径电波接收信号特性分析

为得到电磁波在煤矿井巷的传播特性,分析了矩形空直井巷内电磁波的多径传播规律。在帐篷定理模型基础上,推导出接收信号入射角求解公式及接收功率计算公式。仿真分析结果显示:载波频率从1 Hz增加到5 GHz时,信号损耗先增加后减小;通信距离增加导致接收功率衰减变大,且垂直极化波的衰减大于水平极化波;载波频率越低,时延扩展越大;通信距离增加导致时延扩展变大,且垂直极化波的时延扩展比水平极化波小。     

基于伪基站的地震废墟人员搜寻定位技术

在地震救灾工作中,能否在短时间内搜寻并定位被困人员是考验应急救援工作的重要问题。快速的搜索定位可以显著地提高救援效率,减少人员伤亡和财产损失。针对大范围地震灾害发生后,搜寻范围大、搜救力量不足、搜寻时效性要求高的一系列问题,该文研究提出一种基于伪基站的大范围手机搜寻定位技术及其系统架构。通过在模拟的地震废墟地形中测试手机接收信号强度指示值(receive signal strength indicator,RSSI)与手机信号发射强度,对采集的数据进行分析以验证该系统在大范围地震废墟中的搜寻能力。实验测试和数据分析结果表明:该系统可以对大范围的手机进行搜寻定位,能够满足废墟、地下室等特殊环境下应急需求,并可以有效地提高人员搜救效率。     

一种新型的CDMA通信信号侦收处理中的同步算法

扩频码的同步是实现对截获到的CDMA无线通信信号信息进行解析的基本条件.依据CDMA2000移动通信系统各用户扩频码的特点,针对该类无中心节点的CDMA通信系统,提出一种新型的CDMA通信信号侦收处理过程中的同步算法,该算法采用信道和时延联合估计技术,通过把用户传播时延的影响置入信道响应矩阵中,首先由信道估计间接获取用...     

滚降系数对自适应QAM的抗时延扩展性能和频谱效率的影响

在多径衰落信道中研究了自适应正交幅度调制(AQAM)的抗时延扩展性能和频谱效率,系统的接收-发送合成滤波器具有升余弦频谱.在平均误比特率受限的情况下,分析了平均bits-per-symbol和平均误比特率与归一化rms时延扩展(rms时延扩展与符号周期之比)的关系.计算结果显示:当滚降系数增大时,AQAM所能应对的最大归一化rms时延扩展也随之增大,由此证明AQAM的抗时延扩展性能随滚降系数的增大而改善.平均频谱效率可视为3个参数的函数,即滚降系数、归一化rms时延扩展及发送信号能量与噪声之比.分析结果表明,当滚降系数增大时,平均频谱效率的变化是不确定的,具体情况取决于另外2个参数.     

CDMA信号的联合参数估计

为了克服移动通信环境中信号在不同域（时间,频率,空间）的扩展对通信传输的影响,针对阵列信号处理技术中对信号波达方向（空间）、传输时延（时间）以及多普勒频移（频率）等参数进行联合检测和估计的方法,基于CDMA信号,采用传统的阵列信号高分辨技术,利用移动通信特有的空时频信道模型,提出一种能同时估计波达方向、信号传输时延和多普勒频移的联合算法,理论分析和计算机仿真结果验证了该算法的有效性,结果表明该算法结构简单,分辨率高,有较高的估计精度．     

Measurements and analysis at 400 MHz and 2600 MHz in corridor radio channel

A propagation measurement campaign was performed at the 10 th floor corridor of Xingjian Building, Shanghai University, China.The channel was sounded by pseudo noise (PN) sequence at carrier frequencies of 400-and 2600-MHz respectively .In order to obtain large scale and small scale propagation characteristics in the corridor , the receiver was moved along the corridor every 1 .02 me-ter to record the impulse response .More than 280 ,000 impulse responses were recorded in the cam-paign .This work first describes the principle of the measurement , and then how the recorded raw data are processed .The results show that path loss exponent is related to frequency .The relationship between the root-mean squared ( RMS ) delay spread and the T-R separation distance is analyzed . The RMS delay spread and the mean excess delay spread against path loss are also given , which ex-plain why the 2600MHz RMS delay spread is larger than that of 400MHz.     

3．5GHz频段城市环境下的宽带无线信道测量分析

研究了在典型城市室外环境下的3·5GHz无线信道的小尺度传播特性,构建了一个用于信道测量的测量系统,完成了固定与移动场景下的信道测量,得出了功率延迟分布(PDP)、抽头延迟线模型、多径分布和莱斯K因子等参数,测量结果证明该环境提供了多天线无线通信所需要的富散射环境.     

室内短距离无线环境5.8 GHz频段传播特性研究

在室内办公室环境中,测量了5.8 GHz频段的短距离无线传播特性.基于大量的实测数据,利用线性回归建立路径损耗模型并得到阴影效应的统计特性.通过对测量频率响应傅里叶反变换得到冲激响应的功率延迟谱,得到时域均方根时延扩展的统计特性.进一步建立均方根时延扩展和频率相干带宽的经验指数反比关系表达式,并分析时延扩展与阴影效应之间的负相关性.上述研究结果可为“物联网”末端无线传感网中的节点布置、功率控制、射频识别等设计工作提供理论和实践依据.     

A novel OFDM transmission scheme with length-adaptive Cyclic Prefix

Conventional OFDM transmission system uses a fixed-length Cyclic Prefix to counteract Inter-Symbol Interferences (ISI) caused by channel delay spreading under wireless mobile environment. This may cause considerable performance deterioration when the CP length is less than the channel RMS delay spread, or may decrease the system power and spectrum efficiency when it is much larger. A novel OFDM transmission scheme is proposed in this paper to adapt the CP length to the variation of channel delay spread. AOFDM-VCPL utilizes the preamble or pilot sub-carriers of each OFDM packet to estimate the channel RMS delay spread; and then uses a criterion to calculate the CP length , which finally affects the OFDM transmitter. As illustrated in the simulation section, by deploying this scheme in a typical wireless environment, the system can transmit at data rate 11.5 Mb/s higher than conventional non-adaptive system while gaining a 0.65 dB power saving at the same BER performance.     

基于测量的大规模多天线无线信道时间色散特性分析

大规模多天线系统可以利用空间分集技术进一步挖掘空间域增益,从而大幅度提升无线通信系统能量效率和功率效率.真实可靠的信道模型是无线通信系统设计和实践的基础.本文基于大规模多天线系统的真实测量,研究了大规模多天线无线信道的时间色散特性,并对比了1.472 5GHz和4.45GHz两个中心工作频点下无线信道的多径时延功率分布、均方根时延和相干带宽等测量结果.结果证明:传统通信系统中广泛接受的平稳非相关散射的理论假设不成立,在大规模多天线系统中多径衰落呈现一定的相关性.     

DS-UWB定位系统传输时延估计

用改进后的多重信号分类(MUSIC)方法估计直接序列扩频一超宽带(DS-UWB)系统的时延．将脉冲处理增益引入UWB系统,并把每个用户的其他多径信号归入噪声子空间处理,以利于对主径信号进行准确的时延估计,同时也改善了MUSIC方法中对用户数的限制．在UWB室内路径损耗模型下,比较了相关接收机(Correlator)和多重信号分类(MUSIC)2种方法的多用户、主径信号的时延估计结果。     

基于Wigner-Ville时延分析的传感器网络定位方法

到达时间差(TDOA)定位是根据各个传感器接收信号的时差来实现目标定位的,时延估计的准确程度直接影响到定位的精度。从信号能量角度出发,根据Wigner-Ville变换得出一种时频能量分布,通过对应频率下能量的最大值来确定信号的到达时间,进而确定出时间差,同时计算了振动信号在实验介质中的传播速度,最终实现了振动定位的目的。试验结果表明,基于WVD时频能量分析的方法有利于减少实际测量环境下的振动源定位误差,从而提高定位的精度。     

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。      

带有预防接种的手机蓝牙病毒传播模型

为了揭示手机蓝牙病毒的传播规律,以便更好地为制定病毒的预防措施提供理论依据,给出了移动环境下手机节点平均度的计算方法.提出了带有预防接种的手机蓝牙病毒传播模型,在模型中引入了手机蓝牙信号覆盖半径、节点分布密度、节点移动速度、比例因子和病毒复制时间等5个参数,讨论了各参数对病毒传播的影响.仿真实验表明,该模型较好地模拟了手机蓝牙病毒的传播过程,符合手机蓝牙病毒的传播规律.