临近空间高动态飞行器通信设计与仿真

针对临近空间高动态飞行器容易受到空间干扰影响,导致通信质量下降甚至中断的问题,详细分析了临近空间高动态传输信道所受的三种主要干扰：雨衰、多径、黑障,并进行综合建模,重点研究了黑障的衰减特性和建模方法。同时,针对该信道特征提出了一种临近空间高动态飞行器上下行通信系统模型,仿真结果表明,该通信系统模型满足临近空间高动态飞行器通信传输要求,验证了模型方案的有效性,为未来临近空间高动态飞行器通信技术提供了一个全新的理论参考。     

室内非视距环境超宽带信号传播特性研究

基于时域射线跟踪方法对室内超宽带信号传播进行了仿真和分析。设计了一种应用于室内带金属家具非视距环境的超宽带信号信道仿真模型,用以分析和描述超宽带信号经室内反射、透射和绕射传播后的时域电场强度,同时比较分析了仿真得到的视距传播和非视距传播中的多径传播、功率时延分布等传播参数。仿真结果可以为室内复杂环境中超宽带无线通信网络覆盖与优化提供理论依据。     

非视距传播下LTE的频率定位算法

基于单次反射信道模型,针对LTE通信网络在非视距传播环境下提出了一种基于频率的定位算法。首先根据信道传输模型计算路径损耗,再由路径损耗计算移动台与基站之间的距离,然后利用BP神经网络修正NLOS误差,最后利用最小二乘LS定位算法进行移动台定位。仿真结果表明,该基于频率的移动台定位算法定位精确,效果良好。     

车载自组网城市环境信道传播模型设计与仿真

针对车载自组网（VANET）在城市环境中信道传播模型不真实的问题,提出了一个考虑障碍物影响的信道传播模型。首先,通过地图位置处理把信号的传播分为直接的视距传输、经过1次转向的非视距传输和禁止传输三类;其次,给出了视距与非视距传输下接收端的接收功率表达式;最后,推导了Nakagami分布下的分组传递率。理论分析和洪泛广播协议仿真实验结果表明,该模型有效反映了信号传播受路旁障碍物影响的真实情况,在轻负载的稀疏场景降低了31.4个百分点的覆盖率,而在重负载的稠密场景则提升了13.32个百分点的覆盖率。所提模型模拟了5.9 GHz高频信号的直线传输效应,为通信协议的设计策略以及真实的VANET仿真提供了依据。     

卫星通信系统的降雨衰方法研究

研究降雨天保证卫星通信高质量问题。卫星通信极易受云、雪、雾、雨等天气的影响,尤其是在下雨天气中卫星通信信号的衰落程度最大。传统的分集接收技术不能有效去除雨衰对通信信号的影响,造成卫星通信质量不高的问题。为了克服上述难题,提出了根据上行功率降雨衰的方法。通过检测卫星信号的强度,计算卫星通信链路上的雨衰大小,并根据雨衰值动态调整地面通信站中功率放大器的发射功率,达到对雨衰进行最大补偿,有效减小了雨衰对通信质量的影响。实验表明,改进方法能够有效避免降雨对通信信号的影响,最大限度地对雨衰进行了补偿,提高了卫星通信的质量,取得了满意的结果。     

L波段射频数字化宽带接收解调研究

L波段电磁波频率在1 GHz～2 GHz范围内,普遍运用于雷达、通信和导航领域.利用射频数字化接收解调技术,设计了一种L波段宽频带、高动态射频数字化接收机.主要从射频采样、数字信道分离、接收机动态扩展以及高速信号解调方面,对L波段射频数字化通用接收机的设计进行了研究,并结合FPGA信号处理平台给出了数字通道分离和滤波解...     

基于卫星信道的MAPSK调制方法研究

针对宽带卫星通信中信道降雨衰落的非线性特性,研究了多进制幅度移相键控MAPSK调制方法,该方法通过对调制信号星座采取非对称的优化设计方法,有效抵抗了降雨衰落的非线性影响,提高了卫星通信的可靠性,并对该方法进行了仿真验证;仿真结果表明:在基于Mie散射理论建立的雨衰信道模型下,当信噪比大于20dB时,16APSK的误码率明显低于16QAM的误码率,因此在受雨衰影响的卫星通信信道中,16APSK调制方法与16QAM调制方法相比可以有效地抵抗降雨衰落的影响。     

无人机空中基站对地信道建模及功率覆盖预测

传统统计建模方法难以对特定场景下的无人机信道做出精确预测。针对城市场景下的无人机信道,结合确定性信道建模法,基于射线跟踪原理构建了一种无人机基站-地信道模型,该模型考虑了散射次数对接收功率的影响,将到达地面接收机的射线分为视距路径、一次散射路径和二次散射路径;给出了基于射线跟踪原理的传播损耗和3种路径相应的功率计算方法,该方法沿路径计算场强。在利用数字地图预处理技术对城市建筑物进行简化后,对该场景下无人机信道的传播路径、损耗、功率延迟分布以及功率覆盖情况进行了仿真验证。数值仿真结果表明,本模型能够准确复现城市传播环境及传播状况,覆盖预测结果可用于优化无人机部署。     

低空信道对无线传感器网络的影响分析

无线通信系统的性能很大程度上受到无线信道特性的影响.随着通信技术的发展,近地环境中电波传播特性的研究已成为研究无线通信系统的重要课题之一.本文在室外开阔地、天线低空架设的环境下,针对2.4GHz频段的无线信号传播特性进行了实测研究,并利用最小二乘法对数据进行了拟合分析.研究表明,地表无线信道同传统微蜂窝无线信道存在较大...     

5G隧道环境非平稳宽带双散射簇V2V信道建模

针对5G隧道V2V通信环境,提出了一种通用的3D非平稳宽带双散射簇信道模型。在该模型中,接收信号为视距(line-of-sight,LOS)传播的分量和通过双散射簇模型传播即非视距(non-line-of-sight,NLOS)传播的分量之和。为了研究散射簇的非平稳特性,引入生灭过程算法来模拟散射簇在阵列和时间轴上的出现和消失过程。通过推导空间互相关函数、时间空间自相关函数和多普勒功率谱密度等相关统计特性,研究了散射簇的非平稳特性对MIMO信道的影响。数值仿真结果与先验结果较匹配,表明该模型能够较好地描述实际5G隧道环境下的V2V通信。     

基于IMT-Advanced信道模型的室内MIMO性能研究*

LTE-Advanced与多输入多输出（MIMO）技术的结合极大地改善了MIMO在不同信道环境下的传输质量和可靠性。为此,在基于IMT-Advanced几何分布统计信道模型基础上,建立LTE-Advanced通信系统的MIMO信道模型,深入研究室内多天线系统的性能。针对MIMO发射分集技术,研究在瑞利衰落信道下不同调制技术对系统误码率（BER）性能的影响,并通过理论验证仿真结果的可行性,进而在非视距（NLOS）情况下,结合不同载波频率的路径损耗,理论分析不同载波频率对系统误码率性能的影响。仿真结果表明,IMT-Advanced室内信道模型只适用于8 GHz以下的低载波频段通信。     

基于定位算法的光纤通讯信道干扰抑制方法

由于光纤通讯信号是动态的，容易出现变异情况，无法获取干扰位置精准信息，导致干扰抑制效果不佳，所以提出了基于定位算法的光纤通讯信道干扰抑制方法。构建定位适应度函数，计算干扰源位置坐标，确定信道干扰位置。设计基站路由节点均衡分配流程，实现光纤通讯基站安全承载。计算信道分配后链路稳定性概率，避免因通信环境动态性而导致路由失效。构建簇间多跳路由通信机制，获取通讯信道特征配准结果，实现动态反馈干扰抑制。构建以时延准确度为目标的误差模型，优化干扰抑制结果，避免通信过程受到非视距场景的干扰影响。由实验结果可知，该方法获取的干扰坐标与实际干扰坐标存在最大为0.2 m的误差，只需100次迭代就能达到稳定状态，抑制干扰能力强。     

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.     

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。     

基于贝叶斯推理的TDOA/AOA定位算法

在视距(LOS)环境下,到达时间差(TDOA)和电波到达角(AOA)定位技术可以获得较高的精度,而在非视距(NLOS)环境下,无法得到良好的定位效果.在非理想信道环境下,蜂窝基站和移动终端之间存在多径传输和NLOS传播的问题,这些因素均会影响定位精度.构建LOS和NLOS传播条件下的实际信道环境模型来研究信号的测量误差特性,利用贝叶斯推理的方法对AOA测量值进行估计,从而有效消除附加噪声的干扰.仿真结果表明,在NLOS环境下,该算法的定位性能优于单纯的TDOA和TDOA/AOA算法.     

降雨衰耗对LMDS正交极化的影响

研究了降雨对视距传输的LMDS正交极化产生的影响。该LMDS系统的工作频率为10GHz~40GHz当中的四个频率,LMDS系统发射水平极化和垂直极化信号,并在两个高密度雨区持续降雨时测量。研究结果表明,降雨衰耗产生的去极化影响随着工作频率的提高而增加,在10GHz附近去极化影响最低。     

Ka频段维纳雨衰预测模型与补偿系统

为了降低Ka频段雨衰的影响,基于维纳预测思想建立了一种维纳雨衰预测模型,该模型通过预测某一频率点的雨衰值来控制多进制正交幅度调制（MQAM）的阶数M和发射功率,从而降低雨衰的影响。通过和DAH雨衰预测模型的仿真比较,结果表明,当频率大于[21 GHz]时,维纳雨衰控制模型能比较精确地预测各个频率点的雨衰值,其最大误差小于0.2 dB。相比于DAH预测模型,维纳雨衰控制模型大大简化了计算量,提高了计算效率。     

不同仰角条件下的临近空间静止信道建模与仿真

在临近空间通信系统中,降雨、大气、闪烁等都会引起空地链路信道质量的恶化。通过分析Ka波段临近空间通信信道的电波传播特性,建立了Ka波段临近空间静止通信信道模型。分析了空地链路中仰角变化时,降雨对信号衰落的影响,估算了不同仰角下的相关参数值,并对不同仰角下Ka波段临近空间静止信道性能进行仿真,验证了模型的正确性,为临近空间链路分析及后续研究工作提供了平台。     

基于CPU+FPGA的临近空间信道模拟器

针对临近空间通信信道中的气象性损耗和非气象性损耗进行了理论分析,着重研究大气吸收损耗、降雨衰减和多径衰落等信道传播特性的建模方法,建立临近空间信道模型;提出了一种基于中央处理器(central processing unit,CPU)和现场可编辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA)的临近空间信道模拟器软硬结合实现方案,并对希尔伯特变换和多普勒频移的实现方法进行分析;结合卫星导航模拟器和信号发生器产生的实际信号对信道模拟器的性能指标和统计特性进行测试;实测结果表明,信道模拟器输出信道衰落的各项统计特性符合理论结果,信道模拟器可实现分辨率和最大值分别是5 ns和5115 ns的多径相对时延以及分辨率和最大值分别是1 Hz和1.6 MHz的多普勒频移;该信道模拟器可辅助分析临近空间信道环境对信号传播的影响.     

临近空间Ka波段低速飞行器通信信道建模

近年来临近空间通信平台已经成为研究的热点。针对临近空间低速飞行器构建了一种在Ka波段的信道模型。在Ka波段信道传输中,两类衰减是主要的影响因素,一类是多径衰减,一类是降雨衰减,通过统计分析的理论分别为这两类衰减建立了统计模型,多径衰落采用莱斯分布的统计建模,而采用传输信号的统计乘性干扰模型表征雨衰。通过MATLAB仿结果分析,证明建模的正确性和合理性,从而为临近空间技术提供了一种新的较为完备的理论参考模型。