卫星移动通信信道模型研究与实现验证

发布时间：2017-09-12 12:41

  本文关键词：卫星移动通信信道模型研究与实现验证

  更多相关文章： 卫星移动通信特性 扩展瑞利过程 扩展Corazza卫星移动信道模型 仿真算法 通用卫星移动信道模型 一阶统计量 二阶统计量

【摘要】：为实现卫星移动通信系统可靠有效的信息传输,必须针对卫星移动通信信道特性对所选择的通信技术进行不断测试,因此,建立有效的卫星移动通信信道模拟器,以实现准确、实时地模拟实际卫星移动通信信道特性具有十分重大的意义。本文首先对卫星移动通信信道的传输特性进行研究,详细分析了移动信道的大尺度衰落,小尺度衰落以及多普勒效应。给出了阴影衰落、小尺度衰落的常用数学模型。并对经典的卫星移动平坦衰落通信信道模型进行了研究。在此基础上,本文提出了“扩展瑞利过程”概念,扩展瑞利过程是由彼此相关的实高斯随机过程组成,并基于扩展瑞利过程,提出了“扩展Corazza卫星移动通信信道模型”,该模型假设由多径散射造成的多普勒扩展功率谱密度是双端截断的,可通过配置双边截断频率的大小,实现对不同散射环境的模拟,该模型能够较好地拟合实测数据,可准确反映实际信道传播特性。本文设计了一种通用卫星移动通信信道模型,详细的分析了基于数字信号处理芯片实现该模型的设计原理,并对其中涉及到的衰落模块,多普勒频移模块以及数字正交上下变频模块的实现原理给出了详细的设计框图。其中针对衰落模块中的“扩展瑞利过程”的实现算法,本文给出了详细了理论推导并对其统计特性进行了仿真,从仿真的角度验证了该实现算法的正确性。本文所设计的通用卫星移动通信信道模型可实现对不同轨道高度、不同衰落环境的模拟。为验证最终实现的卫星信道模拟器原理样机的正确性,本文搭建仪器测量平台对其时延特性和多普勒频移特性进行验证,搭建数据采集平台和软件仿真平台,从一阶统计量和二阶统计量的角度验证其衰落特性的正确性。验证结果表明该信道模拟器可正确的模拟不同环境下的信道传播特性。
【关键词】：卫星移动通信特性 扩展瑞利过程 扩展Corazza卫星移动信道模型 仿真算法 通用卫星移动信道模型 一阶统计量 二阶统计量
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN927.23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 卫星移动通信信道特性测试研究现状11
• 1.2.2 卫星移动通信信道模型建立研究现状11-14
• 1.2.3 卫星移动通信信道仿真实现研究现状14
• 1.3 本文内容及章节安排14-16
• 第2章 卫星移动通信信道特性分析16-31
• 2.1 大尺度衰落16-23
• 2.1.1 路径损耗17-21
• 2.1.2 阴影衰落21-23
• 2.2 小尺度衰落23-26
• 2.3 多普勒效应26-30
• 2.3.1 多普勒频移26-27
• 2.3.2 多普勒扩展27-28
• 2.3.3 卫星移动通信系统多普勒效应分析28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 卫星移动平坦衰落通信信道模型研究31-48
• 3.1 经典卫星移动平坦衰落通信信道模型31-38
• 3.1.1 Loo信道模型31-35
• 3.1.2 Corazza信道模型35-38
• 3.2 扩展Corazza卫星移动通信信道模型38-47
• 3.2.1 扩展瑞利过程38-43
• 3.2.2 扩展Corazza卫星移动通信信道模型统计特性43-46
• 3.2.3 扩展Corazza卫星移动通信信道模型精确度分析46-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 卫星移动通信信道建模及关键算法实现48-71
• 4.1 卫星移动通信信道建模与实现48-51
• 4.1.1 卫星移动通信信道建模48-50
• 4.1.2 卫星移动通信信道实现50-51
• 4.2 卫星移动通信信道关键算法实现51-70
• 4.2.1 衰落特性实现算法52-64
• 4.2.2 数字正交上下变频实现算法64-68
• 4.2.3 多普勒频移实现算法68-70
• 4.3 本章小结70-71
• 第5章 卫星移动通信信道模拟器硬件实现与特性验证71-85
• 5.1 卫星移动通信信道模拟器硬件实现71-72
• 5.2 卫星移动通信通信特性验证72-84
• 5.2.1 时延特性验证72-74
• 5.2.2 多普勒频移特性验证74-76
• 5.2.3 衰落特性验证76-84
• 5.3 本章小结84-85
• 结论85-87
• 参考文献87-91
• 攻读学位期间发表论文及研究成果清单91-92
• 致谢92

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