卫星移动通信信道模拟算法研究与软件设计实现

发布时间：2017-09-22 19:39

  本文关键词：卫星移动通信信道模拟算法研究与软件设计实现

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【摘要】：在卫星移动通信系统的设计过程中,需要针对通信信道的链路特性来选择有效的通信技术,因此,卫星移动通信信道特性的研究是至关重要的。本文对卫星移动通信信道特性中的多径衰落、阴影衰落、多普勒效应等概念展开了讨论,并从模型结构角度研究了经典的窄带卫星移动信道模型(单状态和多状态)和宽带卫星移动信道模型。在此基础上,分析了卫星移动通信信道模型的仿真算法,重点介绍了莱斯正弦和法,并建立卫星移动信道中色高斯随机过程的仿真模型。采用MEDS法对瑞利衰落和阴影衰落进行了详细的分析和仿真。本文在经典信道模型理论基础上,全面考虑各种不同的信道情景下的通信链路,建立了一个可以模拟多种信道场景的通用信道模型,通过调整信道模型中的参数,可以模拟不同的信道模型,具有很强的灵活性和广泛的适用性。另外,考虑到信道环境的广域性和时变性,在已有Lutz信道模型的理论基础上,本文建立了一种包含“理想状态”和“非理想状态”的两状态卫星移动通信信道模型,与Lutz模型不同的是,该两状态信道模型使接收信号的直射分量受到阴影衰落的影响,更适用于低仰角环境或树木、建筑物等遮挡物较密集的环境。本文利用马尔科夫链的转换对模型进行了仿真,可以得出仿真结果与测试数据基本吻合,印证了模型的正确性。通过调整此信道模型中的参数,还可以转换成其他模型。因此,该模型具有一定的普适性。在上述模型建立的基础上,本文分析软件需求,设计并实现了一套融合多任务多功能的卫星移动通信信道模拟软件控制系统。用户根据仿真信道的场景选取信道模型,并计算相应的参数,对软件控制系统进行参数配置,具有灵活性高、操作简便等优点。软件控制系统通过与MATLAB混合编程的方式计算信道特性参数,并与信道模拟器进行实时交互通信。用户可选择多种配置方式对选定的信道模型进行参数配置,将结果参数分别通过PCI-Express总线和RS232串口进行传输,从而使信道模拟器完成多种信道环境的模拟,具有灵活性高、操作简便等优点。另外,软件控制系统还可以进行远程监控,通过Socket通信的方式,使中控机可以对信道模拟器的状态进行实时监控。
【关键词】：卫星移动通信 信道特性 信道模型 软件控制系统实现
【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4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 卫星移动通信信道特性测试研究现状10-11
• 1.2.2 卫星移动通信信道模型研究现状11-13
• 1.3 本文主要研究内容及结构安排13-15
• 第2章 卫星移动通信信道特性与模型研究15-30
• 2.1 引言15
• 2.2 卫星移动通信信道特性分析15-22
• 2.3 卫星移动通信信道模型研究22-28
• 2.3.1 窄带卫星移动信道模型23-27
• 2.3.2 宽带卫星移动信道模型27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第3章 卫星移动通信信道模型建模与算法仿真30-52
• 3.1 引言30
• 3.2 卫星移动通信信道模拟算法研究与仿真30-39
• 3.2.1 滤波器法和莱斯法介绍30-33
• 3.2.2 瑞利衰落算法33-37
• 3.2.3 阴影衰落算法37-39
• 3.3 通用卫星移动通信信道模型建模和仿真39-45
• 3.3.1 模型建模39-42
• 3.3.2 模型的通用性及验证42-45
• 3.4 两状态卫星移动通信信道模型建模45-51
• 3.4.1 两状态信道模型45-46
• 3.4.2 两状态信道模型的仿真实现46-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第4章 卫星移动通信信道模拟软件控制系统设计与实现52-78
• 4.1 引言52
• 4.2 信道模拟软件控制模块整体架构52-55
• 4.3 信道模拟软件控制系统计算模块55-62
• 4.3.1 MATLAB与VC++混合编程介绍55-56
• 4.3.2 时延配置参数计算56
• 4.3.3 多普勒频偏配置参数计算56-59
• 4.3.4 衰落特性配置参数计算59-62
• 4.4 信道模拟软件控制系统参数配置和状态显示62-70
• 4.5 信道参数远程监控模块的实现70-75
• 4.5.1 用户链路信道模拟器状态远程监控设计71-73
• 4.5.2 馈电链路信道模拟器状态远程监控设计73-75
• 4.6 信道统计特性波形仿真模块75-76
• 4.7 本章小结76-78
• 结论78-79
• 参考文献79-84
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单84-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 赵翠芹;申东娅;张雪梅;陆安现;陈杰;;卫星移动信道的统计模型仿真与Markov的两状态模型[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年01期

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本文编号：902686