基于几何随机的非平稳车载信道建模及相关性分析

车载(V2V)通信系统是未来智能交通系统的重要组成部分,其非平稳特性已经在信道测量中得到验证。针对V2V多入多出通信系统,提出一种非平稳双环几何随机信道模型。为了描述信道的非平稳性,将到达角(AOAs)和离开角(AODs)的时变特性引入模型中,推导了模型的空间互相关函数(CCF)和时间自相关函数(ACF)等时变统计特征。此外基于修正等面积法(MMEA),开发了相应的仿真模型,研究了散射环境、移动端的移动状态以及天线偏角对信道统计特性和非平稳性的影响。仿真结果表明,所提模型可以有效模拟V2V信道非平稳性,平稳状态下信道的统计特性与平稳双环模型的统计特性具有一致性,验证了本模型的正确性。     

三维非平稳车载信道建模及其空-时相关特性研究

针对车载(V2V)通信系统无线传播场景的非平稳特性且无线信号三维传播时俯仰角(EAs)与水平角(AAs)非独立的特点,提出一种基于规则几何的新型三维非平稳V2V信道参考模型及其相应的仿真模型。为了刻画信道的非平稳特性,考虑了信号收发车辆以任意方向和速度运动而引起的多时变参数。针对EAs、AAs角度谱服从VMF联合分布的情形推导了模型的部分统计特性,并深入研究了车辆行驶环境、非平稳性以及收发端行驶状态对信道空-时相关函数的影响。仿真结果表明,提出的信道模型可以捕捉车辆行驶方向变化对信道空-时相关性的影响,多普勒功率谱密度理论值与实测值的基本一致、仿真模型与参考模型统计特性的高度拟合验证了理论推导的正确性和模型的实用性。     

基于多簇的几何随机信道建模与仿真

随着智能交通系统(ITS)的不断发展,车载通信作为其关键技术日益受到关注。无线信道作为车载通信的传播途径,其特性分析十分重要。针对移动轿车经过基站时的信号传播模型进行研究,在散射簇的理论基础上建立了适用于大规模多输入多输出(MIMO)信道的窄带单环模型。通过设置符合实际场景的散射簇参数来模拟和分析信道,模型会更加符合实际信道特征,比经典单环模型有更好的评估效果。在仿真模型中,主要研究了信道的时间自相关函数(ACF)、空间互相关函数和频率互相关函数(FCF)等特性。同时,对不同的散射簇场景进行了对比分析,证明本模型更强的实用性。     

低压电力线通信信道噪声建模及仿真

噪声干扰是影响电力线通信可靠性的主要因素之一。搭建了电力线通信信道噪声测量电路,对低压环境电力线噪声进行了测量。根据实测数据,分别建立了背景噪声的自回归模型和脉冲噪声的改进马尔科夫模型,合成了电力线信道噪声,并进行了计算及仿真。结果表明：所建立的电力线通信信道噪声与所测量的实际噪声相比,背景噪声的功率谱密度几乎一致,脉冲噪声的统计规律误差很小,仿真合成的噪声图形与实测图形也有较好的相似度。     

电力线和无线双媒质通信系统的自适应中继协议

综合考虑混合媒质通信和中继协作技术,研究了无线移动接入、无线和电力线并行传输的系统.利用多维对数正态近似算法以及终端信噪比的矩生成函数,分别推导出系统采用放大前传(AF)和译码前传(DF)时中断概率的闭合解析式;为了有效克服AF和DF中继协议的缺点,提出了自适应中继协议,即根据信道通信质量动态选择AF或者DF中继协议,并给出了具体的实现步骤;最后采用蒙特卡洛仿真验证了理论分析的有效性和可靠性.理论和仿真结果表明,与AF和DF中继协议相比,所提出的自适应中继协议在低信噪比区域和高信噪比区域均能获得较好的通信质量.     

用于电力线通信系统的OFDM定时同步算法

为了提高电力线通信在恶劣的电力线信道下通信的可靠性,提出了一种新的正交频分复用(OFDM)定时同步算法。该算法在本地相关法的基础上,对Schmidl算法和Park算法的定时函数的计算过程进行改进,实现信号的定时同步。基于MATLAB软件的仿真结果表明,与Park算法相比,所提算法在低信噪比的加性高斯白噪声信道和电力线信道下,都能获得更加精确的定时同步结果,并且所提算法的计算量更小。并在实验室220 V交流电力线的环境下,验证了所提算法的可行性。     

基于图论的宽带电力线MIMO信道特性研究

多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术已被应用到宽带电力线通信(power line communication,PLC)中,精确建立MIMO信道模型对宽带MIMO电力线传输技术的研究和系统设计具有重要意义。已有的自底向上和自顶向下的MIMO PLC信道模型在实际应用中都受到限制,该文主要针对三导体电力线网络,首次提出了基于图论的2×2MIMOPLC信道建模方法。该方法首先需要明确电力线网络拓扑结构和分布式参数,通过迭代列举算法(iterative enumeration algorithm,IEA)的递归运算求解前K条最短路径得出给定拓扑结构的电力线网络的信道传输函数,克服了电力线网络结构复杂时自底向上模型的局限性,同时避免了自顶向下模型对信道的数据测量。利用三导体传输线理论和测量结果验证了所提出方法的有效性,并与传输线理论方法进行比较,证明了该方法简单实用,对宽带电力线MIMO信道研究和工程应用有重要意义。     

基于随机几何的输电场景中无人机信道建模

为了准确描述输电环境中巡检无人机与地面基站之间无线信道,采用随机几何建模法,提出一种基于随机几何的三维信道模型。在该模型中考虑输电线路环境中塔杆,输电线的影响,采用水平圆柱体描述输电设备和周围环境的散射体分布情况,为了防止输电线路产生的电磁场影响无人机巡检作业安全,在模型中设置安全飞行区域,保证巡检安全。针对提出的信道模型,推导并分析了了空-时相关函数,多普勒功率谱密度,电平交叉率和平均衰落时间等信道统计特性。研究了散射体分布情况,无人机运动状态对信道统计特性的影响。仿真结果表明,无人机运动速度大小、飞行方向,散射体分布情况对信道影响显著。理论结果和仿真结果吻合良好,验证了所提模型的正确性和有效性,可以为输电线路场景下巡检无人机与地面基站之间的无线通信系统设计提供理论参考。     

基于最小二乘支持向量机和小波神经网络的电力线通信信道噪声建模研究

电力线通信是智能电网中的一种重要通信方式,电网中噪声干扰复杂,建立电力线通信信道噪声模型对于深入研究智能电网中低压电力线通信性能至关重要。针对低压电力线通信信道噪声特性,分别提出基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型和小波神经网络模型在电力线信道噪声中的应用。为了验证并比较LS-SVM和小波神经网络模型对时变的低压电力线信道噪声建模的有效性,在室内和室外环境下对低压电力线通信信道的噪声进行测量,基于大量的测量数据,研究两个模型的准确度和效率。结果表明,两个噪声模型能够很好地仿真和适应时变的低压电力线通信信道,LS-SVM模型有更高的精度和更短的仿真时间。此外,提出的两个模型与传统的Markovian-Gaussian模型进行比较,结果表明,两个噪声模型有更高的精度和更低的复杂度,尤其是LS-SVM模型能够代替传统的Markovian-Gaussian模型,更适合用作低压电力线通信信道噪声发生器。该噪声模型的提出对研究在电力线通信系统和无线通信系统中内部和外部电磁源的电磁干扰有重要意义。     

无线通信实验室信道仿真器的设计与实现

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,本文介绍了一种基于ARM和FPGA设计的信道仿真器。该信道仿真器不仅可以实时模拟移动通信信道的基本性质(移动通信信道的性质是通过误码率变化来实现的),实现移动终端(仿真电台)的集群通信,还可以验证通信网络的组网能力。文中主要介绍了信道仿真器整体的设计及在工程上的实现方法。实验证明,该信道仿真器可灵活改变信道的参数,能够满足多种测试环境的需要,具有一定的使用价值。     

低压电网信道频率响应模型的研究

利用低压电网来解决"最后一公里"问题已经成为当前研究的热点,而对于任何通信系统来说,研究信道的频率响应,都是必不可少和十分重要的.本文对两种环境下低压电网通信信道的传输特性进行了24h的连续测量,得到了表征信道色散特性二阶统计参数:3dB相干带宽和rms 时延扩展的统计特性.然后本文建立了低压电网信道频率响应的三阶统计自回归(AR)模型,最后将仿真结果与实测数据进行了比较,证明提出的模型是可行的.     

电力线通信中传输线参数测试与应用

为了研究电力线载波通信信道的特性,有必要对电力线通信中传输线的电气参数进行实际测试和分析。本文基于耦合传输线理论,模拟实际线路分布情况,对某一具体长度的电力线进行测试,理论推导出该长度的传输线在不同频率的电气参数值。通过对实际测量数据与仿真结果的比较,验证了理论计算的正确性。此外,基于传输线模型建立了电力线通信中各分支线路的模型,Pspice仿真结果基本和测试结果一致,为电力线信道模型的建立及其特性的分析与研究奠定了基础。     

基于OFDM技术的电力线通信系统建模与仿真

正交频分复用(OFDM)技术是电力线通信常用的调制技术之一;电力线通信的信道条件复杂,信道特征是电力线通信的重点模块,两者都是电力线通信研究的重要组成部分。在深入研究OFDM基本原理和电力线信道特性的基础上,在OFDM原有的发射与接收模型中,加入了电力线的信道特性,从而建立了相对完整的电力线通信系统模型,并利用MATLAB对该模型进行仿真,仿真结果体现了电力线信道特性以及OFDM技术应用于电力线通信的优越性。     

多输入多输出宽带电力线载波通信信道模型研究

该文提出一种多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)宽带电力线载波通信(power line communications,PLC)信道混合模型。该模型结合电力线载波通信信道自上而下和自下而上两种建模方法,考虑了多输入多输出载波信道的空间相关性,提供一种不需要完整载波网络拓扑信息和测量数据的先验电力线信道建模方法。给出了低压室内电力线载波通信信道模型算例,分析了算例在2~30MHz和2~100MHz两种带宽下的信道特征和参数,并与已有模型进行了对比。结果表明,在同等条件下该文模型与已有模型仿真结果一致,但克服了需要获得大量负载阻抗信息或大量测量数据建模的困难,为多输入多输出电力线载波通信提供了一种具有实用价值的仿真分析方法,对于简化多输入多输出电力线载波信道的研究、设计和工程应用具有重要意义。     

几种典型Nakagami-m(m<1)衰落信道仿真方法性能比较

近年来Nakagami-m衰落信道仿真模型的研究成为热点。为了得到最佳的衰落信道仿真模型,首先介绍了3种Nakagami-m(m<1)衰落信道仿真方法,分别是基于Beta函数仿真方法、基于近似逆累积分布函数仿真方法以及基于正弦求和仿真方法,通过Matlab仿真软件得到3种方法的幅度、相位以及包络自相关函数仿真图,比较分析得出基于近似逆累积分布函数变换的仿真方法最好,其次是基于Beta函数仿真方法,基于正弦求和方法效果最不理想。     

利用马尔可夫链建模PLC系统中的信道噪声

分析了PLC信道的特点,提出了利用马尔可夫模型对低压电力线通信信道建模。同时讨论了适用于马尔可夫模型参数估算的Baum_Welch算法,提出了消除其上、下溢问题的一种改进方法。在应用Baum_Welch算法对提出的马尔可夫模型进行参数估计和仿真后,文章还对电力线通信系统的2种典型应用环境实测了4种典型调制方式下信道的无误串分布,分析了4种典型调制方式下低压电力线通信信道的特性,所得到的结论与其他研究者的结论相一致,验证了文章提出的观点以及方法理论是切实可行的,其符合实际低压电力线通信信道情况。     

RS码和MFSK结合在移动衰落信道中性能

文中讨论RS码结合MFSK的方案在移动衰落信道的应用.对于RS码,重点研究编译码及其纠错性能.MFSK调制由于抗干扰性能较好常用于有扰通信,给出RS码结合MFSK的方案,并在Rayleigh衰落信道模型下进行数值仿真,由仿真结果分析得出该方案Rayleigh衰落信道进行差错控制能够带来显著的性能提高.     

电力线通信信道背景噪声建模研究

噪声干扰是影响电力线通信可靠性的最主要因素之一.分析了电力线通信信道背景噪声,搭建了背景噪声测量电路,建立了实测背景噪声的AR模型,分别用奇异值分解法和Levinson-Durbin (LD)递推法计算其AR模型参数,并进行仿真比较分析.结果表明:利用奇异值分解法所求参数和利用LD递推法所求参数都是可行的,奇异值分解法所得参数模型较为复杂,但极为精确,适合电力线通信信道背景噪声的离线计算和分析;LD递推法所得参数模型极为简单,但丧失了较大精度,适合电力线通信信道背景噪声的在线快速生成.     

城市中压地埋电缆宽带通信的研究

对城市中压地埋电缆相线/屏蔽层作为宽带通信信道时的传递特性及通信效果进行了研究。实测并分析了信道的幅频特性和相频特性,利用传输线理论建立了地埋电缆信道传输模型,并对所建模型的传输特性与实际测试特性进行了对比,证明了模型的准确性。基于所建模型,依照IEEE P1901标准,对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)通信系统进行了仿真研究,仿真结果表明长度为1 km的地埋电缆其误码率低于10?7;并进行了传输带宽(速率)的实际测试,测试结果表明长度为300 m的地埋电缆实际传输速率达到近70 Mbits/s。仿真研究和实际测试都表明地埋电缆能满足配网自动化的通信要求,因此在不方便敷设光纤的线路上,可以利用地埋电缆实现宽带通信,有助于形成全覆盖的通信网络。     

智能电网电力线通信系统信道噪声模型分析

将智能电网电力线通信系统作为研究对象,以建立两种噪声模型之间的关系、比较两种模型下的信噪比SNR(signal-to-noise ratio)为研究目标,提出两种噪声模型来模拟电力线通信信道中噪声情况的方法。该方法利用循环平稳噪声模型和米特尔顿A类噪声模型的概率密度函数,得出电力线通信信道中的噪声类别。同时,通过数学推导,得出两种噪声模型在正交频分复用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)系统中SNR表达式和在正交幅度调制16 QAM (quadrature amplitude modulation)技术下比较两种噪声模型的SNR。最后,利用MATLAB软件系统仿真,仿真结果显示,循环平稳噪声模型比米特尔顿A类噪声模型的SNR高2.5 dB左右,智能电网电力线通信系统可靠性得到提升,为电力线通信的发展研究提供了一定的理论基础。