卫星信道三状态Markov模型设计与仿真

为研究大气空间环境对卫星通信的影响,将卫星通信的天气状况分为晴朗天气、云雾天气、雨雪天气3种情况,分析不同天气状况下的卫星信道传播特性并建立相应的Rice分布模型、C.Loo分布模型和Suzuki分布模型,引入三状态Markov过程实现因天气变化造成的信道状态的转换,构成卫星信道三状态Markov模型并对该模型的统计特性进行分析。最后,采用正弦波叠加法并利用实测气象卫星云图数据对该卫星信道三状态Markov模型进行仿真实验。仿真结果表明,所建模型可以用来模拟实际的卫星信道传播特性。     

一种新的三状态LMSC模型的参数拟合方法研究

针对陆地移动卫星信道（LMSC）的时变特性、环境的多样性,对同一物理环境用三种概率分布模型进行拟合分析。讨论了陆地移动卫星信道模型的状态概率、模型内参数与卫星仰角的关系,较全面地拟合了信道的特性。并且针对信道模型的统计特性、BPSK信号通过信道模型的误码率进行了仿真比较,验证了信道模型的通用性与合理性。     

结合图像数据和HMM模型的卫星传播仿真

实质上信号在信道由于外加噪声和多径效应的影响,接收端所接到的信号是完全随机的,因此大多数的传播模型都是采用统计的方法建立的。根据卫星通信信道传播的特性,掌握在不同环境下信道特性的变化情形,并进一步建立一个准确的信道特性预测模型,来评估不同的用户环境下信号衰落情况。利用隐马尔可夫模型(Hidden Markov Models,HMMs)的统计方法,结合用户所在位置的环境图像来建立预测模型,仿真结果表明,可以得到不错的预测结果。     

三状态Markov陆地移动卫星信道模型

为克服单一状态无法充分体现实际卫星信道传播特性的缺点,本文研究了三状态Markov陆地移动卫星信道的建模方法,首次基于该信道模型进行了误符号率（Symbol error rate,SER）性能仿真。在该建模方法中,每个状态服从不同参数的Loo分布,状态之间的转移服从Markov随机过程。此外,本文还基于该信道模型进行了SER性能仿真,对比了S波段、仰角40°和正交相移键控下中度树阴影和郊区环境的SER,发现SER性能的好坏主要取决于卫星信道直视分量的强弱,当直视分量受到重度遮蔽时,为了补偿SER损失需额外的3~5 dB信噪比。另外,中度树阴影环境相比于郊区环境,为达到相同的SER=0.01的性能,要多消耗约5 dB的信噪比。本文的研究工作有助于研究卫星通信传输技术及其工程应用。     

气象卫星信道模拟器的设计及其仿真

为研究多径、阴影及天气变化对气象卫星信道的影响,分析信道传播特性并根据不同天气状况研究了贴近实际的卫星信道Suzuki模型和扩展Suzuki模型。引入两状态Markov过程,以反映天气变化或云的移动导致信道状态模型之间的转换。采用成形滤波器法设计了气象卫星信道模拟器并进行了仿真。仿真结果表明,所设计的气象卫星信道模拟器可以用来描述贴近实际的气象卫星信道传播特性。     

基于Markov模型的数字视频传输系统仿真

针对移动信道是一个典型的长突发误码信道，该文提出建立一种移动信道的三状态Markov模型，并由它产生了信道差错序列，通过差错序列来反映移动信道的长突发误码特性，并给出了该信道模型的仿真实验无误串分布曲线图。为考察交织纠错码对移动信道性能改善的影响，采用了不同交织度下的多种BCH编码方案，通过仿真实验证实了交织能够极大地改善移动信道的性能，给出了各种实验统计结果图，并在此基础上建立了一种实时数字视频传输系统仿真模型。     

地球同步轨道卫星信道模型分析及实现

为研究地球同步轨道卫星信道的传播特性,依据星地链路空间分布情况,研究了自由空间损耗、电离层闪烁、大气吸收、多径及阴影对信道链路的影响;根据天气状况的"好"与"坏",提出了地球同步轨道卫星信道的Rice模型和Suzuki模型,并用两状态Markov巧妙地联系在一个动态模型中,以反映天气变化带来的状态之间的转换;最后设计了信道模型的实现方法。仿真结果表明,所提模型仿真数据与实测数据具有很好的一致性。     

低轨卫星信道隐马尔可夫仿真模型研究

相对于一般的通信系统而言,低轨卫星通信系统具有信号动态范围大,多普勒频移大且变化速度快,信道起伏剧烈等特点.首先分析了低轨卫星信道时变特征,提出了基于自由空间衰减与Corraza模型的全阶段静态信道模型,并采用Clarke仿真模型及莱斯正弦和法对其误码率性能进行了仿真分析.在此基础上研究了基于隐马尔可夫模型的低轨卫星动态信道模型,仿真结果表明采用隐马尔可夫仿真模型比传统的波形级仿真运算量大大减小,且在性能方面接近.同时具有非常好的灵活性与扩展性.     

移动通信宏小区信道模型的信道估计研究

为了有效地削弱无线通信环境中的多径效应并提高信道参数估计的准确性,在散射体非均匀分布下,引入了到达路径物理概念,提出了一种合理的改进型信道模型。此模型能够准确地描述出宏小区环境下的重要空时参数,如波达信号在基站(Base Station,BS)处的到达角(Angle of Arrival,AOA)和到达路径(Range of Arrival,ROA)。同时,由于移动台的移动特性,基站接收信号产生多普勒频移,从而推导出基站处多普勒频移概率分布。将此模型的数值仿真结果与其他信道模型仿真结果进行比较,结果表明参数估计结果符合理论和经验,证明了提出的信道模型更适用于宏小区移动通信环境,延伸了统计信道模型的研究与应用,为仿真无线通信系统提供了有力的工具。     

多径衰落信道的统计特性与仿真研究

在多径衰落信道的统计特性与仿真实现问题的研究中,针对目前无线信道存在的不确定性和信道衰落对无线通信质量提高有不利因素的状态,为改善无线移动通信系统多径时延扩展而引起的符号间干扰的现状.在对多径信道的传输特性进行分析研究的基础上,对基带信号接收中多径引起的ISI进行仿真分析,并总结了利用MATLAB对无线移动信道进行仿真分析的一般方法,对多种调制方式下的诸如瑞利和莱斯衰落、频率选择性,AWGN信道等信道模型下的多径传播进行进一步仿真分析.这将为研究移动信道抗衰落技术提供基本依据,对实际工程有一定的理论指导意义.     

船舶定位信号短时中断下的插值预测模型?

根据基于时间序列的船舶航行定位数据的特征,在差分自回归移动平均模型的基础上,运用马尔可夫链状态转移概率特性解决非平稳数据的预测问题,在建立马尔可夫链状态迁移概率矩阵过程中,使用K-means聚类算法划分预测值与真实值的差值状态区间,继而构建出优化预测算法。对算法进行了理论分析和数值实验,并与其他算法进行了比较,结果表明,该优化算法在船舶定位数据短时预测领域具有较好的预测效果,优于多个其他算法,可应用于船舶移动定位产品中。     

一种陆地移动用户使用的卫星寻呼系统

目前,陆地蜂窝移动通信和卫星通信的广泛应用,使移动卫星通信得到国内外通信领域的高度重视。本文首先概述了陆地移动卫星通信系统的信道传输特点,着重介绍国外开发和研制的一种针对陆地移动用户使用的卫星寻呼系统(Paging System),并对其结构和移动终端机的构成、关键参数、实验结果作了阐述。具有一定的参考价值。     

基于移动扩展模型的无人机三维空地非平稳信道建模

无人机空地信道几何统计模型通常采用固定的速度和移动方向,无法描述UAV空地传播环境的非平稳特性。面向基于双圆柱散射体的UAV三维空地信道模型,提出在空地建模中引入具有动态速度和移动方向的高斯马尔可夫模型,模拟无人机在现实环境中的变化;为了使该模型模拟不同的运动,引入扩展因子切换模型的运动轨迹;此外,运用几何分析法,根据时变的速度和运动方向推导了空时相关函数和多普勒功率谱密度,并研究了无人机水平和垂直运动对信道统计特性的影响。仿真结果表明,扩展的模型仅会导致时域的非平稳,对空域没有影响,并验证了扩展模型的通用性。     

矿井移动通信中Nakagami衰落信道模型的研究

根据目前矿井移动通信的发展状况,针对矿井无线信道快衰落多径信号幅度统计特性的可变性,提出了一种基于Matlab的Nakagami幅度统计衰落信道仿真模型。利用该模型,对空直巷道中收发信机在相同传输距离下,针对900 MHz、1 800 MHz和2.45 GHz频段的电磁波对Nakagami衰落的影响进行了仿真,并将QPSK信号作为输入信号进一步的验证。结果表明,该模型具有创建过程简单,可操作性强,对矿井移动通信信道衰落过程描述较为精确等优点,这对矿井移动通信整体性能的提高具有较大的参考价值。     

基于Markov链模型的MANET连通性分析

提出一种基于Markov链模型的移动Ad hoc网络（MANET）连通性分析方法。建立节点可靠性分析的Markov链模型,使之便于计算节点的可靠性概率。基于此,建立网络剩余节点数以及故障节点数状态转移的Markov链模型,并推导出计算节点随机网络连通概率的公式。通过Matlab仿真验证了理论分析的正确性。     

基于Systemview对瑞利信道的仿真和分析

瑞利信道模型是一种典型的移动信道经验模型, 在多径传播条件下,接收端离基站较远,可假设不存在视距传播路径,则接收信号的包络服从瑞利分布.Systemview是一种基于Windows平台进行系统级设计、仿真和分析的仿真软件,使用SystemView能快速建立和修改系统,进行系统仿真、分析和处理,并能利用其开发工具迅速建立动态系统的精确模型.基于Systemview仿真平台,用图形模块构建瑞利信道仿真系统,并用分析窗和信号计算器对其特性进行分析,验证瑞利信道的特性,对深入研究移动信道有着重要的意义.     

第三代移动通信信道模型仿真分析

针对信道性能的好坏直接决定着人们通信的质量,为了更好地评估无线信道的性能,首先为第三代移动通信信道模型建立了仿真平台;针对频率选择性多径衰落的仿真方法运算量大的问题,在一种新的移动信道模型的基础上采用了抽样延迟的仿真方法,运算量小且容易实现,并根据IMT-2000标准所提供的参数,分别得到了室内移动、室外步行以及车辆移动三种条件下的信号包络,仿真结果表明方法能很好的仿真频率选择性衰落信道,从而使得对于3G无线信道性能的评估更加方便。     

OFDM在LMS信道下的BER性能研究

正交频分复用（OFDM）应用于卫星宽带通信,前提需建立适用的卫星信道模型,目前常用的卫星信道模型主要为窄带模型,因而宽带系统性能分析的基础,首先得建立卫星信道宽带模型。对已有陆地移动卫星（LMS）信道模型进行研究,提出了一种便于仿真实现的四状态宽带信道模型,以此仿真得到OFDM在LMS信道下的BER性能结果。结果表明,宽带状态和窄带状态下BER性能变化较大,在不同环境下的BER性能亦有不同,可将该模型应用于卫星宽带通信的研究分析。     

高速铁路移动通信下基于IMT-A的时变信道建模

信道建模及其仿真方法是高速铁路移动通信系统设计的难点，同时已有的面向高速移动下IMT-A时变信道建模的研究仍存在不足。针对上述挑战，提出了一种高铁移动下具有时变参数的基于IMT-A信道的建模方法。首先，针对IMT-A的城市宏小区场景，设计了一个马尔可夫过程来模拟时变簇的数量变化，接着推导出随时间变化的信道参数的表达式，其中包括簇的延迟、功率、离开角和到达角，并得到了信道冲激响应；其次，分析了信道的时变空时域互相关函数、时变自相关函数以及平稳间隔；最后，对所提信道模型的统计性质进行了仿真，验证了该模型具有时变性以及高速铁路信道具有的非平稳性，并且证明了所提信道模型可用来模拟高速铁路信道的可行性。     

任意时域相关Nakagami复衰落模型

针对传统Nakagami仿真模型难以提供精确时域自相关性问题,提出一种基于信道分解技术和谐波叠加方法的Nakagami复衰落仿真模型,该模型适用于任意衰落参数且可指定时域自相关性。文中首先推导了瑞利和Nakagami随机过程包络及自相关性的内在联系,然后给出Nakagami包络的瑞利分解改进模型,最后结合谐波叠加方法产生任意时域相关的Nakagami复衰落信道。仿真结果表明,新模型输出信道时域自相关系数更精确,包络相位分布等其他统计特性均与理论结果一致。