复合衰落信道模拟器的设计与实现

发布时间：2020-03-27 00:49

【摘要】：无人机在抢险救灾,军事打击,或者其他高危场合有着不可替代的作用,在这些任务中无人机的通信测控系统起到了非常重要的作用,其主要负责控制台和无人机之间的双向数据传输。由于无人机位置灵活多变,且常常低空飞行在丛林或者建筑群等复杂的环境中,信道特性非常复杂,对无人机与控制台之间的通信造成了很大的干扰,现有的无线信道模拟器并不能很好的模拟其信道特性。所以,设计一款的可以对无人机信道进行精确模拟的无线信道模拟器就非常有价值。针对以上问题,本文在传统的Jakes信道模型上做了改进,优化了原有信道模型的统计特性,降低了算法的复杂度并且减少了资源的开销,同时提出了采取混合模式产生高斯白噪声的方法,大大提高了高斯白噪声的质量,并在此基础上实现了基于高斯变量分解法的Nakagami-Lognormal复合衰落信道模型并完成了复合衰落信道模拟器的设计。本文主要研究了以下几个部分:1.对现有的无线信道模拟器的适用范围和参数及其优缺点进行分析,根据无人机通信信道的特点,在对无线信道理论深入研究后,提出适合的无线信道模型,明确了无线信道模拟器的设计需求,提出了相关的性能指标。从硬件设计和算法实现两个方面出发,提出了完整的设计方案。2.文中对常见信道模型进行仿真和分析,并提出了基于Jakes模型的改进模型,经验证其一阶统计特性与二阶统计特性,与理想情况非常符合。针对传统信道模拟器中由于采取单模式产生高斯白噪声导致衰落数据的相关特性不是很理想的问题,本文提出一种采用混合模式产生高斯白噪声的方法,其有效地改善了衰落数据的相关特性,并在此基础上对相关Nakagami-Lognormal模型进行仿真验证。3.根据复合衰落信道模拟器的性能指标和设计方案,完成了复合衰落信道模拟器的数字信号处理平台的硬件电路设计。利用片上系统(SOC)软硬件协同开发技术,充分利用芯片资源,完成了信道模拟器核心模块的信号处理算法,包括多径延时模块,多普勒频移模块,信道衰落模块,变速率信号处理模块、多制式信号生成模块与指令交互模块等多个模块开发,并且通过软硬件协同设计,大大提高了复合衰落信道模拟器的性能和灵活性。本文所设计的复合衰落信道模拟器经过测试表明,各个模块和系统均工作正常,基本满足了无线信道模拟器的设计要求。
【图文】：

第三章 无线衰落信道的建模与算法研究一个长度为n的M 序列，其可以表达状态最多只有要初始值确定后，那么整个 M 序列的值就已经确键，如果初始值为零那么整个序列的所有值都是式中也可以发现，如果初始值不为零的话，那么，所以 M 序列的最大周期为2 1n 。因此，M 序列就是本文前面提到的伪随机数。但是如果参数选计特性非常优良，，且 n 越大，那么生成的随机序列后，则近似可以认为其是满足均匀分布统计特性生的随机序列不是真正的随机数，但是在实际中的效果。 3-8 分别表示 M 序列和其统计分布。

Nakagami衰落强度(m=0.5)
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V279;TN92

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 胡洪坡;梁书剑;王志敏;;移动衰落信道的计算机仿真模型[J];广东通信技术;2010年02期

2 肖海林;聂在平;杨仕文;;衰落信道下的多天线最佳信道容量研究[J];电子科技大学学报;2008年01期

3 张永生,李道本;利用时间相关特性模拟移动衰落信道[J];无线电工程;1998年01期

4 陈萍;熊蔚明;;一种可用于莱斯衰落信道的信噪比估计算法[J];东南大学学报(自然科学版);2017年02期

5 周晓萌;侯朝焕;鄢锦;郝程鹏;;一种新的快速衰落信道相干时间估计方法[J];应用声学;2010年01期

6 王晓东;卜智勇;陈允峰;;复合衰落信道的衰落统计分析[J];电子与信息学报;2008年03期

7 罗骥,袁东风;衰落信道中不同集分割的Turbo TCM方案的性能研究(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2005年01期

8 秦艳;朱晓明;;衰落信道空间相关对MIMO系统容量的影响[J];电子科技;2007年05期

9 王群生，杨恒，禹思敏;衰落信道对HDTV信号正交调制系统性能的影响[J];华南理工大学学报(自然科学版);1996年04期

10 陈波;高广超;朱康特;邱少明;;关于无线通信衰落信道信号估计算法研究[J];计算机仿真;2017年01期

相关会议论文 前10条

1 刘勤;杨家玮;李建东;;空时系统衰落信道模型研究[A];2002’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2002年

2 雷霆;李相卓;;基于双选衰落信道的差分空时协作技术研究[A];发挥科技支撑作用深入推进创新发展——吉林省第八届科学技术学术年会论文集[C];2014年

3 张婧;仇洪冰;;Turbo码在低莱斯因子衰落信道下的性能[A];中国通信学会第六届学术年会论文集（上）[C];2009年

4 刘东卓;彭代渊;;双射线Rayleigh衰落信道模型的DSP实现[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年

5 李光球;;Nakagami-m衰落信道分级MQAM的性能分析[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年

6 李光球;王成英;;MIMO衰落信道上MR-MQAM SFBC-OFDM系统的性能分析[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（下册）[C];2008年

7 唱亮;;衰落信道下短波信号调制识别方法研究[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年

8 程卫军;朱柏承;胡健栋;;随机衰落信道下多跳无线传输的性能分析[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年

9 王世元;冯久超;;混沌通信系统的盲均衡实现[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

10 林敏;仇洪冰;林志堂;;Rician衰落信道下MRC分集的BPSK系统性能分析[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 韩芳明;无线数字通信：一种时频观点[D];西安电子科技大学;2006年

2 樊凌雁;无线频选衰落信道下自适应处理技术的研究[D];上海交通大学;2007年

3 张锐;阴影相关复合衰落信道下的分集中断性能研究[D];国防科学技术大学;2013年

4 戚英豪;LDPC码在衰落信道中的应用研究[D];上海交通大学;2013年

5 苏佳;衰落信道上多用户通信的优化技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 刘少阳;衰落信道下分组无线通信系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

7 崔伟亮;衰落信道下非合作接收中调制识别技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年

8 王旭东;非高斯噪声衰落信道中空时编码性能的研究[D];西安电子科技大学;2007年

9 吴联海;无线中继通信系统的性能研究[D];北京邮电大学;2010年

10 类先富;Nakagami/Rayleigh衰落信道下无线中继通信系统及其性能分析[D];西南交通大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 崔茂茂;复合衰落信道模拟器的设计与实现[D];电子科技大学;2019年

2 汪玲波;MIMO衰落信道上TAS-OSTBC的误码性能与RCEE研究[D];杭州电子科技大学;2019年

3 梁彩虹;块衰落信道下的空间耦合LDPC码设计[D];西安电子科技大学;2018年

4 王瑞;衰落信道下车载自组织网络连通性研究[D];西北师范大学;2017年

5 迟晓梅;双选择性衰落信道中OFDM检测算法研究[D];西安电子科技大学;2017年

6 王亮;时变衰落信道下空时分组码的研究与性能仿真[D];东北大学;2013年

7 高春丽;Nakagami-m衰落信道下OSTBC-OFDM系统的性能分析[D];大连海事大学;2012年

8 陆琦;无线通信衰落信道的实现[D];大连海事大学;2007年

9 李瑞;基于块衰落信道的Root-LDPC码的编码研究[D];东北大学;2013年

10 郑慧慧;线性OSTBC在相关Nakagami-m衰落信道下的性能研究[D];大连海事大学;2012年

本文编号：2602202