基于FPGA的随机衰落及硬件实时统计实现

发布时间：2021-01-31 18:35

　　针对传统信道模型仅对多径衰落进行统计建模的问题,建立了路径损耗、阴影衰落、莱斯（Rice）衰落和瑞利（Rayleigh）衰落等多种信道衰落模型,提出并实现了一种基于现场可编程逻辑门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的无线信道衰落实时模拟方法,该方法可精确复现瑞利、莱斯和阴影衰落等随机衰落。在此基础上,设计实现了一种硬件实时统计随机信号幅值分布的辅助方法。硬件实测结果表明,基于本文方法输出的信道衰落幅值分布、硬件实时统计结果均与理论分布吻合,有效验证了本文信道衰落模拟和硬件实时统计方法的有效性。因此,该方法可用于辅助模拟真实传播环境对无线信号的随机衰落影响。 

【文章来源】：航空兵器. 2020,27(02)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

硬件实现平台

本文信道衰落模拟及幅值统计实现方案如图2所示。 首先从随机存取存储器(Random Access Memory, RAM)中读取信道参数分别产生莱斯/瑞利衰落、 阴影衰落和路径损耗, 通过拨码开关可选择任一随机衰落。 射频端接收输入信号后经模数转换为数字信号, 通过所选衰落信道, 最后经数模转换为模拟信号后由射频模块输出。 经过信道衰落后的信号可通过在线调试软件实时观测幅值分布情况。1.3 衰落理论分布

阴影衰落硬件实现如图3所示。 从RAM读取n个相位和频率值之后, 通过n个累加和相加运算, 将运算结果输入正弦查找表, 正弦查找表输出n个结果并进行叠加; 从 RAM读取阴影衰落标准偏差和均值, 分别与输出叠加结果相乘和相加后可输出阴影衰落。无线信号在传播过程中由于障碍物的反射、 散射及绕射, 到达接收机天线的信号由许多路径叠加而成[12]。 当存在视距路径时, 如郊区或农村环境, 一般可用莱斯衰落信道模型来描述小尺度衰落[13]。 莱斯衰落可表示为

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3011382