当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

基于空间站环境的时间反演电磁通信信道特性及信道估计研究

发布时间:2019-05-22 01:33
【摘要】:时间反演(Time Reversal,TR)技术能够使电磁波在目标点产生空间和时间的同步聚焦,且传播环境中的多径分量越多,信号的聚焦效果越好。空间站环境为典型的复杂多径环境,多径效应所带来的码间干扰严重影响了无线通信的质量与性能。因此,基于时间反演技术构建的新型电磁通信系统非常适合应用于空间站环境。为设计空间站环境中高速、稳定的时间反演电磁通信系统,首先需要研究其信道特性,充分了解时间反演信号的传播规律,为后续的系统设计提供保障,而信道估计也是时间反演电磁系统中的重要部分。因此,本文研究了空间站环境中时间反演电磁通信信道特性和信道估计的相关问题,研究工作主要包括以下三个部分:第一:超宽带(Ultra Wide Band,UWB)时间反演(TR-UWB)电磁系统信道特性及系统鲁棒性的研究。分析了空间站环境中TR-UWB系统的路径峰值功率增益和信道特性参数的变化情况。TR技术能够很好地克服电磁波经过两个太空舱转角处时的大幅信号衰减,同时在空间站各处都能保持比较好的TR信道特性参数。通过分析相关系数和信道特性参数的变化,研究发现接收端在小范围移动时具有较好的鲁棒性。第二:超宽带时间反演多天线超分辨电磁系统信道特性的研究。通过分析亚波长天线阵列信道特性,研究影响时间反演超分辨率聚焦效果的因素,为设计出性能优良的亚波长天线阵列提供帮助,可以提高空间站内通信系统的容量和速率。研究发现时间反演镜天线的数量、间距和刻蚀周期性微结构等对聚焦效果均有所影响,其中亚波长天线阵列的包络相关系数和超分辨率聚焦有着非常紧密的联系,根据天线阵列选择合适的工作频段能够显著的提高超分辨率聚焦效果,也可以用于设计亚波长天线阵列。第三:正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的时间反演电磁(TR-OFDM)系统中信道估计相关问题的研究。TR技术在OFDM系统中相当于一个滤波器,通过利用TR自适应相位共轭补偿特性来消除多径信道引起的相位旋转,滤波器的参数更新来源于信道估计的结果。研究分析了信道估计在普通多径和复杂多径两种多径环境下对TR-OFDM系统性能的影响,提出了一种基于TR技术的信道估计算法,可以改善下行链路中信道估计的准确性。
[Abstract]:Time inversion (Time Reversal,TR) technique can make electromagnetic wave produce synchronous focusing of space and time at the target point, and the more multi-path components in the propagation environment, the better the focusing effect of the signal. The space station environment is a typical complex multi-path environment, and the inter-symbol interference caused by the multi-path effect seriously affects the quality and performance of wireless communication. Therefore, the new electromagnetic communication system based on time inversion technology is very suitable for space station environment. In order to design a high speed and stable time inversion electromagnetic communication system in space station environment, it is necessary to study its channel characteristics, fully understand the propagation law of time inversion signal, and provide a guarantee for the subsequent system design. Channel estimation is also an important part of time inversion electromagnetic system. Therefore, this paper studies the characteristics of time inversion electromagnetic communication channel and channel estimation in space station environment. The research work mainly includes the following three parts: first: ultra-broadband (Ultra Wide Band, UWB) time inversion (TR-UWB) Channel characteristics and system robustness of electromagnetic systems. The variation of path peak power gain and channel characteristic parameters of TR-UWB system in space station environment is analyzed. Tr technology can overcome the large signal attenuation of electromagnetic wave passing through the corner of two capsule. At the same time, the TR channel characteristic parameters can be maintained all over the space station. By analyzing the variation of correlation coefficient and channel characteristic parameters, it is found that the receiver has good robustness when moving in a small range. Second, the research on channel characteristics of multi-antenna super-resolution electromagnetic system based on ultra-broadband time inversion. By analyzing the channel characteristics of subwavelength antenna array, the factors affecting the super-resolution focusing effect of time inversion are studied, which provides help for the design of subwavelength antenna array with excellent performance and can improve the capacity and rate of communication system in space station. It is found that the number, spacing and etched periodic microstructure of the time inversion mirror antenna have influence on the focusing effect, and the envelope correlation coefficient of the subwavelength antenna array is closely related to the super-resolution focusing. The selection of appropriate working frequency band according to the antenna array can significantly improve the super-resolution focusing effect, and can also be used to design the sub-wavelength antenna array. Third: research on channel estimation in time inversion electromagnetic (TR-OFDM) system of orthogonal Frequency Division Multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM). Tr technique is equivalent to a filter in OFDM system. By using the TR adaptive phase conjugation compensation characteristic to eliminate the phase rotation caused by the multi-path channel, the parameter update of the filter comes from the result of channel estimation. The influence of channel estimation on the performance of TR-OFDM system in ordinary and complex multi-path environments is studied and analyzed. A channel estimation algorithm based on TR technology is proposed, which can improve the accuracy of channel estimation in downlink.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;无线信道特性对3G系统的影响[J];通信世界;2003年22期

2 徐海峰,李骄阳,惠晓实,刘贤德;红外无线信道特性的评价方法[J];红外与毫米波学报;1999年02期

3 李晓丽;扈罗全;朱洪波;;短程脉冲无线信道特性仿真与分析[J];中国电子科学研究院学报;2006年05期

4 孙继先,魏庆新,龚克,唐Ya;典型微区环境下信道特性的仿真结果[J];电子与信息学报;2002年09期

5 王波;叶晓慧;;移动平台对无线信道特性的影响分析[J];电讯技术;2008年09期

6 杜召平;殷敬伟;惠俊英;;浅海声信道特性研究[J];科技创新导报;2011年02期

7 毕思文;数字人体微观研究——量子人体的时间反演[J];中国医学影像技术;2005年06期

8 郭权和;;用非线性折射产生时间反演的波前[J];激光与光电子学进展;1978年05期

9 丁帅;王秉中;葛广顶;王多;赵德双;;基于时间透镜原理实现微波信号时间反演[J];物理学报;2012年06期

10 章志敏;;时间反演操作的表示方法及其等效表达[J];宁夏大学学报(自然科学版);2013年02期

相关会议论文 前6条

1 刘哲;赵德双;王秉中;;时间反演在无线传感器电磁共存中的应用前景[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年

2 陈世韬;肖绍球;王秉中;;基带信号实现时间反演通信的研究[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年

3 赵文波;杨名利;蔺玉珂;;无线信道特性分析[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年

4 罗锐;范平志;;无线信道特性与3G网络协议设计[A];四川省通信学会2000年学术年会论文集[C];2000年

5 梁木生;王秉中;丁帅;;基于混合信号处理技术实现时间反演镜的方案研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年

6 黄世文;刘重明;谢智刚;;密集高层住宅环境下UWB信号信道特性研究[A];2005年全国超宽带无线通信技术学术会议论文集[C];2005年

相关博士学位论文 前10条

1 石磊;近空间飞行器信道特性研究[D];西安电子科技大学;2012年

2 梁木生;微波时间反演系统及其关键技术研究[D];电子科技大学;2015年

3 陈英明;时间反演电磁系统的多论域分析及可计算建模[D];电子科技大学;2014年

4 黄海燕;时间反演电磁波传播特性研究[D];电子科技大学;2014年

5 章志敏;时间反演电磁波在复杂媒质中的传播特性研究[D];电子科技大学;2015年

6 周洪澄;时间反演系统实现方案及其关键器件研究[D];电子科技大学;2016年

7 李冰;时间反演在高分辨率成像及无线输能中的应用研究[D];华南理工大学;2016年

8 屠惠琳;时间反演电磁波在复杂媒介中的传播特性及其应用研究[D];电子科技大学;2016年

9 钟垒;可重构天线的研究及其在时间反演系统中的应用[D];电子科技大学;2016年

10 刘小飞;基于电磁时间反演的高分辨率成像与自适应无线传输研究[D];电子科技大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 胡泽民;基于空间站环境的时间反演电磁通信信道特性及信道估计研究[D];电子科技大学;2017年

2 张艺腾;散射环境变化的室内时变TR-UWB信道特性研究[D];电子科技大学;2014年

3 张帆;基于OFDM信道特性的视频传输方法研究[D];太原科技大学;2015年

4 曾雪芝;基于数字人体的电流耦合型人体通信有限元建模与分析[D];福州大学;2013年

5 周赛琼;基于灾害场合搜救系统的复杂信道特性研究和信号接收模块设计[D];浙江大学;2016年

6 张瑜;高速铁路宽带无线信道特性分析与仿真方法研究[D];北京交通大学;2017年

7 罗耀新;基于时间反演电磁波传输的无线传感器网络的信道模型研究[D];电子科技大学;2015年

8 朱敏;基于时间反演电磁理论的赋形电磁场产生研究[D];电子科技大学;2015年

9 周城;时间反演的无线传感器网络电磁干扰建模和频谱空洞估计[D];电子科技大学;2015年

10 高玮;基于时间反演技术的超分辨率电磁成像算法研究[D];电子科技大学;2014年



本文编号:2482561

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2482561.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户65a89***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com