超宽带室内多径信道随机分析模型

使用随机分析方法研究超宽带(UWB)室内多径信道.从UWB信号的基本传播特性出发构建随机分析模型的物理基础.假设UWB信号的多径分量在信道中的传播轨迹是某个随机过程的样本,把UWB信号在信道中传播时发生的传播损耗,和与散射体发生碰撞产生的损耗分开,建立UWB室内多径信道的随机分析模型,包括完全随机的布朗桥模型和有约束的布朗桥模型.使用有约束的布朗桥模型对假设的有8个散射体的不完全随机分布室内环境,以及有金属网格玻璃门反射的走廊环境进行仿真,得到了具有明显成簇现象的UWB信道的功率延迟分布.仿真结果与已公布的UWB信道实测结果具有很好的相似性.     

伪波束法研究超宽带室内信道的功率分布

针对超宽带(UWB)信号的传输特点,以及超宽带信道与窄带信道间的区别,基于传播环境的几何描述,使用伪波束法建立了UWB多径信道有约束的布朗桥模型(BBBM)。根据UWB室内多径信道接收功率的遍历性假设,利用得到的多径信道模型计算室内UWB通信系统的功率分布。对三个典型环境下不同路径的UWB室内信号功率分布进行了仿真分析,计算结果与理论分析一致,表明基于伪波束法的UWB室内信道BBBM模型是正确的,使用BBBM模型可以分析UWB通信系统在室内环境的功率覆盖。     

随机波束研究超宽带室内多径信道特性

从随机桥过程出发引入随机波束概念,使用随机波束研究超宽带（UWB）室内多径信道的传播特性.将UWB信号多径传播轨迹视作随机过程的样本,得到建模多径信道传播特性的随机波束.使用随机波束构建UWB信道的多径传播模型,并给出使用随机波束方法分析UWB室内多径信道特性的算法.使用该信道模型对实际传播环境进行仿真分析,并与其它建模UWB多径信道的方法进行了比较.仿真得到的UWB信道的功率延迟分布特性与实验测量的结果非常一致,证明此方法的有效性.     

超宽带室内多径信道特性的最优化分析

分析超宽带(UWB)信道特性并建立合适的信道模型是UWB无线通信研究的重要内容。采用最优化方法分析UWB室内多径信道的特性,并讨论构建UWB信道的数学模型。在此基础上通过引入随机桥过程假设和概率选择性假设,使用最优化方法建立UWB信道冲激响应的有约束布朗桥模型(BBBM);分析BBBM模型有效随机路径判据,给出在最优化框架基础上的建模算法;使用BBBM模型对UWB信道进行仿真分析,得到的UWB信道特性和用实验测量与UTD方法得到的信道特性非常相似,特征参量的取值与实际情况相符。     

超宽带室内多径信道成簇特性仿真与分析

超宽带（UWB）无线信道的成簇特性是UWB信号在室内多径信道中的重要传播特性。在对UWB室内多径信道成簇特性进行分析的基础上，介绍了UWB信道的成簇模型，对UWB信号的基本特征和成簇现象形成的原因及其影响进行分析；采用布朗桥方法对有金属网格玻璃门反射的走廊环境中UWB多径信道的成簇特性进行仿真和分析；将具有成簇现象的UWB信号功率时延谱仿真结果与已公布的测量数据结果进行了比较和验证。为UWB无线信道及其信号传播特性的研究打下较好的基础，具有重要参考价值。     

随机桥过程研究短程无线信道的空时特性

使用随机桥过程的样本建模短程无线信道中多径分量的传播轨迹。由随机桥过程的样本构造出基本随机变量,在一定的映射规则下由基本随机变量的样本得到反映无线信道空时特性的多径时延、多径信号抽头增益、多径信号的波达方向等参量。使用随机桥过程的特例布朗桥过程,分别对散射体均匀分布的信道传播环境和有约束的无线信道传播环境的空时特性进行仿真分析。仿真结果表明,在这两种传播环境中,多径分量的波达方向在仰角和水平角维度上均存在一定的局部偏好性,不满足均匀分布的假设。在仰角-水平角-多径分量到达时延这3个自由度的空间中,多径分量的分布表现出一定的规律性。     

基于UWB的矿井无线信道测量与建模

通过研究UWB技术的特点，分析UWB信道的传输特性，可以确定信号的发射和接收脉冲信号。文中从信道路径损耗和多径损耗方向进行公式推导和分析，明确了路径损耗和多径损耗在UWB信道中的传播特点，接着分析了Δ-k信道模型和修正后的Δ-k信道模型，并对S-V信道模型和修正后的S-V模型进行了分析，再针对传播特点建立了适合矿井巷道的经过修正的S-V信道模型，并对其进行了仿真实验。     

概率方法预测特定环境超宽带信号功率分布

针对超宽带(UWB)信号在无线信道的传播特点,使用随机桥过程产生建模UWB信号多径分量传播轨迹的随机射线,构造出可以描述UWB信道特性的基本随机变量,由此得到预测信道中某个场点接收到的信号功率的概率方法.对一个典型室内传播环境中沿着任意路径接收的UWB信号功率进行仿真计算,结果表明预测功率分布概率方法的算法稳定.对传播环境中某个区域的功率分布进行计算,同时研究了不同分集接收方式对功率预测的影响.仿真结果表明,全Rake分集接收方式并不占优势;在分集接收的抽头数较少时,部分Rake分集接收和选择性Rake分集接收方式具有相似的分集接收效果.最后对接收点信号功率的分布进行统计分析,并对概率方法与射线追踪法进行了比较.     

矩阵随机过程在短程无线信道空时特性建模中的应用

使用矩阵随机过程对短程无线信道的空时特性进行研究。以随机矩阵的列向量描述信道的仰角自由度,行向量描述信道的水平角自由度。使用自由布朗桥过程产生的样本描述无线信道中的多径分量的传播轨迹,在一定的映射规则下可以得到反映无线信道空时特性冲激响应的传统模型和矩阵随机过程模型。对无线信道的空时特性进行了仿真分析,仿真结果表明,自由布朗桥过程所描述的完全随机的约束环境中,多径分量的波达方向在仰角和水平角维度上显示出一定的局部偏好性。     

随机射线方法研究无线电波多径传播特性

把无线电波的物理传播环境建模为随机网格信道,使用最大熵原理得到发生k次反射随机射线在二维传播空间的概率分布.使用随机桥过程产生基本随机变量,以自由布朗桥过程和自由Langevin桥过程为例研究其统计特性,发现基本随机变量服从Rayleigh分布或者x分布随机变量之和的分布.由基本随机变量得到描述无线信道特征参量(包括多径分量的到达时延,幅度增益绝对值和相位等)的表达式.对一个障碍物完全随机分布的二维传播环境的信道特性使用随机射线方法进行仿真分析,得到无线信道的一些特征参量的统计规律,结果与经典的信道特性一致,验证了随机射线方法的有效性.     

TH-BPPM UWB系统在Nakagami-m衰落信道下的性能研究

跳时双正交脉冲位置调制（TH-BPPM）在超宽带（UWB）衰落信道的通信系统性能研究是基于超宽带室内无线信道进行研究的。频率选择性衰落是多径环境需要重点考虑的因素之一,在单用户情况下经常采用高斯近似法。利用等效瞬时信噪比和在AWGN信道下的误码率公式推导得出错误概率公式,并由Matlab仿真得到结论。     

Modeling of the TOA-based distance measurement error using UWB indoor radio measurements

Time of arrival (TOA) estimation used with ultra wideband (UWB) transmission is currently the most popular technique for accurate indoor geolocation. Due to severe indoor multipath conditions, these techniques often suffer from significant inaccuracy in location estimation. In this paper, we introduce a model for the error in estimated distance as measured from the estimated TOA of the direct path (DP) in a typical multipath indoor environment. The TOA estimation error has two components, (1) the errors caused by the multipath dispersion affecting any signal path and (2) the errors caused by undetected direct path (UDP) conditions. The statistical behavior of this error is also a function of the system bandwidth. The empirical data from UWB indoor measurements in an office building are used to design a model for the distance measurement error. This model relates the behavior of the two components of the TOA estimation error to the bandwidth of the system.     

A decision tree‐based NLOS detection method for the UWB indoor location tracking accuracy improvement

Among existing wireless technologies, ultra‐wideband (UWB) is the most promising solution for indoor location tracking. UWB has a great multipath fading immunity; however, great multipath resolvability alone does not eliminate the effect of non‐line‐of‐sight (NLOS) and multipath propagation. NLOS and multipath propagation in indoor environments can easily produce meters of UWB ranging error. This condition gives an enormous impact on the accuracy of indoor location tracking data. To address this problem, we propose an NLOS detection method using recursive decision tree learning. Using the UWB channel quality indicators information, we develop our model with the Gini index and altered priors splitting criteria. We then validate the constructed model using the 10‐fold cross‐validation method. Our experiment shows that the constructed model has correctly detected 90% of both line‐of‐sight (LOS) and NLOS cases on the seven different indoor environments. The result of this work can be used for the UWB indoor location tracking accuracy improvement.     

多带OFDM超宽带系统信道估计的研究

超宽带(UWB)以其隐蔽性好、传输速率高,抗多径和窄带干扰能力强等优点,在短距多址无线通信中良好的应用前景而引起广泛研究.以多带OFDM超宽带通信系统为背景,主要研究UWB系统室内密集多径信道的估计,提出两种基于训练比特的UWB信道估计算法--ML算法和IML算法.仿真结果表明:两种信道估计算法都能够有效估计信道参数,而IML算法在消除多径成分之间相互干扰方面更优越.     

Compressed sensing based deconvolution algorithm for time-domain UWB channel modeling

Extracting the parameters of the multipath with high accuracy can be achieved by using high-resolution algorithm for time-domain ultra wideband (UWB) channel modeling.The CLEAN algorithm has been used ...     

Performance evaluation of non‐Gaussian channel estimation techniques on ultrawideband impulse radio channels

We study the problem of adaptive channel estimation for a multipath channel on an ultrawideband (UWB) impulse radio (IR) system. The purpose of the work is to demonstrate that the statistical characteristics of the UWB‐IR environment are strongly non‐Gaussian and that as a result, non‐Gaussian signal processing techniques are both efficient and powerful in a UWB‐IR environment. The multipath channel estimation problem has been chosen as an illustrative example because UWB‐IR systems often operate in complex multipath environments. We study both blind and training‐based estimation techniques and demonstrate that even simple non‐Gaussian strategies can achieve significant performance improvement when compared to more common second‐order estimation techniques. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.