无线信道测量关键技术研究

发布时间：2017-08-11 12:41

  本文关键词：无线信道测量关键技术研究

  更多相关文章： 高超声速移动信道 等离子鞘套 信道测量 CAZAC序列 脉冲压缩

【摘要】：在无线通信中,信道条件直接影响通信系统的性能。作为无线通信系统中的基础学科,信道测量一直都是通信系统设计中不可或缺的一部分。高超声速飞行技术是现代航空航天领域的研究热点,具有重要的战略意义和极高的应用价值。测控与通信是高超声速飞行中的关键技术,也是高超声速飞行、试验和应用的技术保证。对高超声速移动环境的信道特性研究是进行测控和通信系统设计的基础,具有非常重要的意义。高超声速环境下信道变化非常快,具有非常大的多普勒频移,由于存在等离子鞘套,信道损耗大,这些特点给信道测量造成了严峻的挑战。本论文主要对高超声速移动环境无线信道测量关键技术进行研究,具体的工作如下:首先,本文对高超声速移动信道的基本特性进行了介绍,对影响高超声速飞行器移动通信的一些信道参数进行了详细的分析。并且给出了信道特征的大尺度参数和小尺度参数,其中大尺度参数主要表征信道的功率衰落情况,而小尺度参数主要用来对信道的频率选择性衰落和时间选择性衰落特性进行说明,包括信道的时延特性参数和多普勒特性参数。其次,针对高超声速信道的主要信道特征,分别对基于CAZAC序列的信道测量方案(滑动相关和SAGE算法)和基于chirp序列的信道测量方案进行了理论分析,并在两种方案基础上提出了改进,形成了一种适用于高超声速场景的信道测量方法——基于CAZAC序列的脉冲压缩信道测量方法。该方法实现了对待测信道大尺度特性和小尺度特性参数的精确提取。在大尺度参数提取方面,为了降低噪声的影响,本文利用信号子空间投影(SP)原理对接收信号功率进行估计,从而对信道的大尺度特性进行统计。在功率估计的基础上对信号信噪比进行估计,为小尺度参数估计提供参考。在小尺度参数信息提取方面,对信道的功率时延谱、多普勒偏移等信息进行提取。为了提高信道测量精度,创新性地对本地信号进行周期循环处理用来提取信道特性,并通过计算仿真对该算法的性能进行了分析。基于GPS秒脉冲,优化设计发送信号帧格式,成功地对信号传输的绝对时延进行了测量。最后,利用优化的信道测量方法,对等离子鞘套模拟器进行了实地测量,对被测等离子鞘套信道的大尺度、小尺度特征进行了提取,得出随着等离子鞘套模拟器内部电子密度变化的信道特性参数曲线,并与模拟器的理论值进行对比,验证了算法的可行性。
【关键词】：高超声速移动信道 等离子鞘套 信道测量 CAZAC序列 脉冲压缩
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 引言16
• 1.2 国内外研究现状16-18
• 1.3 主要研究内容和论文结构安排18-20
• 第二章 高超声速移动信道特性研究20-30
• 2.1 高超声速移动信道功率损耗特性分析20-21
• 2.2 高超声速移动信道多径效应特性分析21-23
• 2.2.1 信道的多径效应21-22
• 2.2.2 信道的功率时延谱及对应时延参数22-23
• 2.3 高超声速移动信道多普勒效应特性分析23-25
• 2.3.1 信道的多普勒效应23-24
• 2.3.2 信道多普勒功率谱及对应参数24-25
• 2.4 高超声速移动信道大尺度参数分析25-27
• 2.4.1 大尺度衰落特性参数25-26
• 2.4.2 中值电平26
• 2.4.3 衰落门限与衰落深度26-27
• 2.4.4 电平通过率和平均衰落持续时间27
• 2.5 高超声速移动信道小尺度参数分析27-28
• 2.5.2 信道功率时延谱的估计方法27-28
• 2.5.3 信道多普勒功率谱的估计方法28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 高超声速移动信道测量方案研究30-50
• 3.1 高超声速移动环境信道模型假设30-31
• 3.2 高超声速移动信道测量方案的选取分析31-32
• 3.3 基于CAZAC序列的SAGE算法信道测量方案32-41
• 3.3.1 基于CAZAC序列的滑动相关信道测量方案32-34
• 3.3.2 SAGE算法基本原理34-35
• 3.3.3 帧格式的设计35-36
• 3.3.4 基于CAZAC序列的SAGE算法信道测量方案36-37
• 3.3.5 SAGE算法循环弹出机制的改进37-38
• 3.3.6 SAGE算法性能的分析38-41
• 3.4 基于CAZAC信号的脉冲压缩信道测量方案41-49
• 3.4.1 基于chirp序列信道测量的基本原理42-43
• 3.4.2 CAZAC序列与chirp信号相似性分析43-45
• 3.4.3 基于CAZAC信号的脉冲压缩方案45
• 3.4.4 方案性能分析45-47
• 3.4.5 帧格式设计47-48
• 3.4.6 处理算法的改进48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 基于CAZAC序列的脉冲压缩方案信道参数提取研究50-64
• 4.1 高超声速信道参数提取50
• 4.2 信道大尺度参数提取50-51
• 4.3 基于信号空间投影的信噪比估计51-58
• 4.3.1 信号空间投影算法的基本模型基础51-52
• 4.3.2 信号空间投影算法的基本原理52-54
• 4.3.3 信号空间投影算法的的改进实现54-56
• 4.3.4 改进信号空间投影算法的仿真分析56-58
• 4.4 信道小尺度参数提取58-62
• 4.4.1 算法仿真参数的分析确定58
• 4.4.2 信道功率时延谱测量性能分析58-59
• 4.4.3 信道测量算法幅度分辨率分析59-60
• 4.4.4 信道测量算法时延分辨率分析60-61
• 4.4.5 信道测量算法样本分析61-62
• 4.5 本章小结62-64
• 第五章 高超声速移动信道测量方案实验数据处理64-84
• 5.1 动态等离子鞘套的空时频信道测量方案性能验证64-74
• 5.1.1 动态等离子嵌套信道模拟器介绍64-65
• 5.1.2 动态等离子嵌套信道测量方案简介65-66
• 5.1.3 项目方案适用性分析66-74
• 5.2 动态等离子鞘套的空时频信道测量数据分析74-83
• 5.2.1 信道的幅值、相位衰落（样本）74-78
• 5.2.2 接收信号的电平特性78-81
• 5.2.3 信道相位变化情况81
• 5.2.4 信道多普勒频谱81-83
• 5.3 本章小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 作者简介92-93

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8 苗长云,梁全市,薛鹏骞,杨维;市话信道测试研究[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1993年03期

9 Avaya Inc.;综合布线系统信道富余量对网络传输性能的影响[J];电信工程技术与标准化;2001年02期

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本文编号：656208