高速移动环境下无线信道模型的性能研究

针对移动网络在高铁通讯时存在接收信号不稳定问题,开展了多普勒效应及多径时延对正弦波叠加（Sum-of-Sinusoid,SOS）模型,Xiao模型 (Jakes仿真器)以及Qian Liu模型的影响研究。分析了三种模型的信噪比、相关性以及处理信号衰减的程度,结果表明在多普勒效应及多径时延的环境下,SOS模型的算法复杂度最低,Qian Liu模型反之,而传递函数相关性最佳,Xiao模型对接入信号的衰落程度最小。在保证传输效率、信道容量足够的前提下,Qian Liu模型中接收信号的失真程度较小,更适宜作为高速移动环境下无线信道的研究模型。     

基于小波时间延迟估计的宽带信号波束形成算法研究

在阵列信号接收中,由于信号多径效应,阵列天线接收到不同时间延迟的期望信号,这使得高精度的波束形成技术成为信号处理中的一个难点。该文提出了一种考虑时延的波束形成算法。该算法首先通过小波算法对宽带接收信号进行接收信号时间延迟估计,将时延估计值与预存时延估计值进行误差比较,并对接近期望信号方向的空间多波束进行迭代优化,最后实现在空间中形成整体的自适应波束。仿真结果验证了改进算法的有效性。     

基于椭球模型的射线跟踪地空信道模型研究

宽带地空信道传输环境很复杂,多径衰落、多径时延、衰落速率、波达方向、相干时间等参数都会影响地空通信系统的设计.为了更全面、准确的描述地空信道特性,利用地空椭球信道模型的建模方法,通过实际测量和统计的实测数据获得俯仰角、直射信号的传输时延和在此仰角下的多径信号的最大时延值,计算得到它的随机波达方向和随机时延,将波达方向应...     

基于时反-压缩感知的浅海目标DOA估计算法

浅海波导由于海底海面边界以及不均匀散射体的存在,使得其中声传播极其复杂,对信号处理造成了严重的干扰.本文针对浅海复杂环境下的多途效应对目标波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计的不利影响,提出了一种基于时反-压缩感知(Time Reversal-Compressive Sensing, TR-CS)的目标DOA估计算法.该算法针对利用压缩感知(Compressive Sensing, CS)理论进行DOA估计时浅海多径对信道稀疏性的干扰,引入时间反转(Time Reversal, TR)理论对信号进行预处理,将时反处理后的信号再次送入信道,建立了基于时间反转理论的浅海目标DOA估计模型,利用时间反转理论的空时聚焦特性实现了对多途畸变的修正,并且以多径数目作为环境复杂度的度量,在不同复杂度环境下验证了该算法的有效性,最后分析了不同快拍数下该算法的性能.仿真结果表明:在低信噪比、小快拍的浅海条件下,时间反转理论的引入通过对接收信号的再次处理,虽然对计算量提出了要求,但是明显抑制了旁瓣杂波,提高了信道的稀疏性及阵列接收信号的信噪比,改善了复杂浅海环境下的DOA估计性能,并且在多途效应越为严重的环境中,性能提高越为明显.     

多径信道下扩频导航信号跟踪性能研究

针对扩频导航信号多径信道下信号跟踪性能,分析了时延小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位和载波相位跟踪误差的影响,并建立跟踪环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环和载波相位跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上,对伪码相位跟踪和载波相位跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相埘直达信号伪码相位和载波相位时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.关键字:多径信道;伪码跟踪;载波跟踪;跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相对直达信号伪码相位和载波相痊时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.     

OFDM系统中基于降维PARAFAC模型的信道估计方法

针对采用正交频分复用(OFDM)技术的阵列天线系统,提出了一种基于降维平行因子(PARAFAC)模型的多径信道估计方法.该方案对单输入多输出(SIMO)场景下的接收信号进行建模,构造出具有空-时-频3个维度的PARAFAC信号模型,利用截尾奇异值分解(SVD)法对该模型进行降维,并采用三线性交替最小二乘(TALS)算法对降维后的信号模型进行拟合,实现了信号到达角(AOA)和传播时延的联合估计.与传统PARAFAC分解方法相比,所提方法在拟合过程中占用的存储空间更少,收敛速度更快.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

水声多径信道中的空时分组扩频编码方案

基于空时编码的发射分集具有改善水声通信系统性能的潜力,文章提出了一种空时分组扩频编码(STBSC)方案,可以在有多径传播和路径时延的水声信道中获得发射分集.该方案将经空时分组编码后形成的多路信号用不同的正交码扩频,接收信号经相干解扩后进行独立的最大似然译码.文中给出了方案的理论模型,提出了2种构建判决变量的方法,并在有多径时延和传播时延的信道中进行了性能仿真.仿真结果表明,与单发射的直接序列扩频方案相比,采用两发射、单接收的STBSC方案可获得2 dB的分集增益,采用Rake接收还可增加2.5 dB的分集增益.     

基于信道测量的短距离太赫兹信道特性分析

无线通信信道的特性决定了无线通信系统的性能上限.为了解短距离太赫兹信道特性,基于310 GHz频段的信道测量,对太赫兹信道的大尺度衰落特性和小尺度衰落特性进行了研究.分析结果显示,短距离场景下太赫兹信道的路径损耗在0.2 m处与自由空间的路径损耗模型结果一致,0.2 m后实测的路径损耗结果较小,传播条件优于自由空间.对莱斯K因子和均方根时延扩展的结果分析表明,与低频段信道相比,太赫兹信道的时延色散程度更低,直射径信号占据主要的接收信号能量;莱斯K因子与均方根时延扩展表现出了强相关性.这些结果为设计和优化短距离太赫兹通信提供了理论模型的基础.     

CDMA系统中多径信号的时延和到达角的联合估计

考虑了无线通信中广泛存在的多径信号的时延和到达角的联合估计问题。对于多径信道,提出了一种新的信号采样模型,并在此信号模型的基础上,根据 CDMA(码分多址)系统中已知的扩频码,利用传统的 MUSIC(多重信号分类法)算法联合估计多径信号的时延和到达角。所提出的方法不需要训练序列,而且步骤简化,估计精度高。计算机仿真结果表明该算法有效。     

正交小波变换和时间分集联合盲均衡算法

为了克服水声信道多径效应及常数模算法的缺陷,将时间分集技术应用于盲均衡算法中以减小多径效应对信号传输的影响,利用双曲正切误差函数代替常模误差函数,以减小均方误差,并以软切换的方式与判决引导(DD)算法相结合,同时引入数字锁相环共同纠正多普勒效应引起的相位旋转.为加快算法的收敛速度,对输入信号进行正交小波变换以减小输入信号的自相关性,从而提出一种正交小波变换和时间分集技术联合盲均衡算法(WT-CTDE).水声信道仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于分数间隔均衡器和ML算法的新型DWPM调制系统

在多径衰落信道下,提出了一种基于ML的新型离散小波包调制系统．利用基于LMS算法的分数间隔均衡抑制由多径衰落信道引起的码间干扰并且利用最大似然算法对解调后的码元进行检测．在多径衰落信道和白高斯噪声情况下,分析了基于小波包的新型多载波调制系统的传输性能．仿真结果表明,所提出的基于小波包的新型多载波调制系统的性能要优于传统的正交频分复用多载波调制系统．     

MIMO-OFDM系统定时与多径时延估计

提出的多入多出正交频分复用（MIMOOFDM）系统的定时估计和多径时延算法主要基于本地训练序列与接收信号的相关运算,其中引入噪声估计、一阶无限冲激响应（IIR）滤波器及删除相关值旁瓣处理,以提高定时估计精度;引入多帧联合统计,以提高多径时延估计精度. 仿真结果表明,该算法可有效抵抗频率选择性衰落信道影响,在低信噪比条件下,达到精确的定时同步;在信噪比大于6 dB,信道抽样速率为20 MHz时,多径时延估计均方误差（MSE）可达到10-7.     

M元线性调频远程水声通信新技术

浅海远程水声通信由于水声信道带来的严重多径干扰和衰落,导致通信速率低、误码率高以及接收端信噪比低等缺点。针对这一问题,提出了一种比较有效的M元线性调频(LFM)水声通信技术。M元LFM通信技术在发射端利用不同频段内多种不同调制斜率的LFM信号进行信息编码,在接收端用相应的拷贝相关器组进行信息解码。该方法具有较强的抗多径干扰和信道衰落的能力,且在低信噪比下的检测性能好。海试数据分析及仿真结果表明:利用M元LFM技术,在距离为80 km、带宽为200 H z、通带内平均接收信噪比为3 dB的情况下,利用单水听器接收,在误码率为1-0 4条件下,水声远程通信的数据率可达20 b it/s,此时带宽利用率为0.1 b it/(s.H z)。     

脉冲超宽带系统多径干扰分析

基于IEEE802.15.3a多径信道模型分析了跳时超宽带系统在多径信道下的系统性能。首先论证了同一脉冲与其自身多径之间的干扰是不可忽略的,然后建立了多径间干扰估计的数学模型。通过推导给出了计算系统平均信干噪比及误码率的解析表达式,它由信道参数和脉冲波形的自相关函数决定。仿真验证结果表明,我们得到的解析表达式可以较好地逼近系统仿真结果。最后,采用该模型分别对采用高斯二阶导波形和SDP算法设计的优化波形的超宽带系统在多径信道下的误码性能进行了计算,结果表明,在相同信道环境下,优化波形多径间干扰更严重。     

TH-PPM UWB信噪比的估计方法

TH-PPM UWB（Time Hopping-Pulse Position Modulation Ultra Wide Band）系统利用基于能量比较的TOA（Time of Arrival）估计算法可以提供很高的定位精度,但该算法需要知道准确的信噪比。针对此问题,提出了一种在多径条件下利用相关器的输出信号进行信噪比估计的方法。仿真结果表明,该方法具有很高的估计性能,并且数据量越大,估计的性能越好。     

低复杂度的OFDM信号信噪比的盲估计

针对非合作通信系统中,多径信道下传统的正交频分复用(OFDM)信号信噪比盲估计方法的估计性能差,计算复杂度高的问题,提出了一种低复杂度的OFDM信号信噪比盲估计方法。该方法首先根据接收到的观测信号建立自回归(AR)模型,通过AR模型估计出信号的功率谱,然后基于高阶累积量的2阶和4阶的组合特征量与寻求跳变值的方法相结合估计出信号的带宽,最后通过计算出带宽之内的信号总功率和带宽之外的噪声功率估计出接收信号的信噪比。实验仿真结果表明,作者提出的方法无需任何先验信息,在多径信道下具有良好的估计性能,且计算复杂度低,更适合于实时的非合作通信系统。     

多径瑞利衰落信道条件下补码键控调制性能分析

对高速无线局域网IEEE 802.11b的补码键控(complementary code keying，CCK)调制在多径衰落
信道条件下的性能进行了研究.推导了误码字率和误比特率闭合表达式.根据补码的结构和多径信道模型,
得出发送信号和接收信号的表达式；根据补码性质和解调规则,推导出码字相关器输出信号和输出信噪比
，以及多径衰落信道条件下的误码字率和误比特率表达式；再根据IEEE 802.11b标准的11 Mbps DSSS物
理层规范构建链路进行仿真,给出了理论曲线与仿真曲线.两者比较表明导出的公式较为准确     

基于单载波频域均衡的多径合并算法

为了提高传统单载波频域均衡(SC-FDE)算法的检测性能,将RAKE接收合并技术应用到非扩频的单载波传输系统。通过SC-FDE得到对发送信号的估计,并基于该初始检测结果和信道状态信息构建通过信道各条路径的多径信号,再根据干扰抵消(IC)原理,依次从接收信号中减去所构建的其他几径信号,得到其中各多径分量,最后将各多径分量在频域合并后再变换回时域进行解调判决。在3种不同的信道模型下进行了Monte Carlo仿真实验,SC-FDE分别采用迫零(ZF)和最小均方误差(MMSE)算法,RAKE接收合并算法分别采用选择性、等增益和最大比合并,实验结果表明,3种合并算法中,最大比合并取得的检测性能最优。