宽带短波信道仿真器软件仿真与分析

随着宽带短波通信技术的发展,其工作带宽已不仅仅局限于话音带宽,传统短波信道模型的12kHz不能满足仿真这类设备通信信道的需求.为了仿真宽带短波通信信道,需研制一款宽带短波信道仿真器.在硬件实现之前,提出一种基于Simulink仿真环境构建宽带短波信道仿真系统的方法,其有效带宽可达1MHz,并用于短波信道仿真.仿真结果验证了理论分析的正确性.通过将仿真结果与实测参数进行对比,证明了仿真系统的有效性,为下一步用硬件实现奠定了坚实的基础.     

MPSK信号在多径衰落信道中传输特性的研究与仿真

多径衰落是指沿不同路径传送的信号会有不同的衰减与延时,在接受天线处以相互增强或抑制的方式叠加在一起。多径衰落通过两种方式影响信号:扩散特性(时间扩展或频率选择)和时变特性。本文采用抽头延时线模型的抽头增益过程来仿真多径效应,通过研究散射函数、多径强度曲线、多普勒频率谱及多普勒带宽等特性,进而掌握时变多径信道对MPSK信号传输的影响,对系统建模有明确的认识与评估。     

MIL-STD-188-110C波形在宽带ITS信道传输的性能研究

介绍了最新颁布的宽带短波波形标准MIL-STD-188-110C,研究了短波ITS宽带信道模型的结构及其冲击响应函数的计算方法,对24kHz带宽波形在Watterson信道和ITS信道中传输的误码率曲线进行了仿真和比较分析,从而为研究宽带短波通信提供了一定的理论基础。     

短波信道探测中多普勒频移的计算

为准确获取短波信道探测信号的多普勒频移,把被Zadoff-Chu序列调制的信号作为探测信号,以简化的Watterson模型作为短波信道,采用脉冲压缩技术,对多普勒频移的计算进行了理论推导,得出了一种多普勒频移的计算公式,对两条路径时公式的计算结果进行了仿真。结果表明,在两条路径的多普勒频移相差小于±0.3 Hz时,计算结果较为准确。在此基础上,仿真分析了多普勒频移对Zadoff-Chu序列的脉冲压缩的影响。分析表明,小于10 Hz的多普勒频移对Zadoff-Chu序列的脉冲压缩的影响可以忽略不计,将该序列应用在短波信道探测中比较合适。     

多径衰落信道下OFDM系统的仿真性能分析

构建了正交频分复用(OFDM)系统的仿真模型,给出了具体信道的参数.在不同信道传输环境下,对不同调制方式和不同移动速度下的OFDM系统性能进行了分析比较,在仿真结果的基础上给出了OFDM系统抗多普勒频移的参考方案,采用的信道模型基于ITU-R M.1225 Channel B瑞利(Rayleigh)衰落信道.最后,在基于COST 207的信道模型下,对四种典型环境的OFDM系统进行了仿真研究,并对其结果作了讨论分析.结果表明:在多径衰落信道下,OFDM系统可以有效克服多径衰落和多普勒频移,能够应用于未来的通信系统.     

基于Simulink的短波电台的设计仿真

短波通信是远距离信息传输的重要手段,短波高速数据传输是数字通信领域的重要研究课题。本文主要从编码和调制方面入手,针对短波信道的一些问题,将Turbo码和正交频分复用技术应用于短波电台的设计中,同时,利用导频辅助的方法对信道进行估计,进行信道补偿,克服了短波信道的多径衰落和多普勒频移等因素的影响,有效地降低了系统的误码率,提高了整个系统的性能。最后在simulink中完成了系统模型的设计和仿真。     

2GHz无线电波在煤矿井下隧道传播的研究

由于矿井隧道的特点,采用微波频段的井下移动通信系统在工作时会出现明显多径效应和多普勒频移效应.通过对煤矿井下无线信道特性的理论分析,可将信道等效为指数衰落信道.本文采用均匀间隔的延时抽头线模型对矿井隧道进行了建模,对2 GHz的无线电波在煤矿井下隧道传播的情况进行了研究.研究表明:对于微波无线电信号,在煤矿井下隧道传播时均方根时延扩展是70 ns,这与实际测量值相符合.     

地空信道基于OFDM/OQAM系统的波形自适应算法

传统的正交频分复用/偏移正交幅度调制（OFDM/OQAM）系统波形自适应设计主要针对具有非指数型时延功率谱和非U型多普勒功率谱的信道模型对波形进行优化,而实际中,波形自适应设计会因不同的信道模型产生不同的信道匹配准则系数。结合地空信道模型和扩展高斯函数的特性,在传统基于信干噪比SINR优化的OFDM/OQAM系统波形自适应算法的基础上提出一种新的OFDM/OQAM 系统波形自适应设计算法。该算法引入信道匹配系数β,通过信道匹配准则建立波形时频域间隔与信道最大多径时延、最大多普勒频移的关系,再结合传统SINR优化函数计算扩展因子参数,将参数反馈给发送端并调整发送端和接收端的滤波器达到波形自适应的目的。仿真结果表明,4QAM和16QAM调制下,信道匹配系数β的引入在系统误码性能上均有1.0 dB以上的改善。     

一种衰落信道下MFSK信号符号速率估计算法

在短波通信中,MFSK是一种常见的调制方式,其符号速率估计对非合作接收方有重要意义, 而短波信道干扰常对符号率估计造成影响。本文通过分析信道干扰对信号传输的影响,提出 一种衰落信道下MFSK信号符号速率估计算法,该算法通过小波脊线提取、小波脊线滤波、过 零点间隔聚类等方法,能有效地克服短波信道中多径效应和多普勒频移对符号速率估计的影 响。仿真实验结果表明,本文算法在低信噪比、加入多普勒频移和多径效应等信道条件下仍 具有较高的估计精度,可用于实际工程。     

一种基于加窗基扩展模型的OFDM信道估计算法

针对双选择衰落信道下OFDM系统中基于复指数基扩展模型（CE-BEM）的信道估计算法存在的不足,提出了一种基于加窗的基扩展模型信道估计算法。该算法通过时域加窗和去窗处理来减少CE-BEM存在的频谱泄露,并抑制多普勒频移对估计性能的影响;利用设计的导频方案,简化数学模型;再通过正交映射对估计的基扩展模型系数进行转换,从而进一步提高信道估计的精确度。同时采用归一化均方误差和误码率来衡量信道的估计性能,实验仿真表明,提出的算法在高速的移动环境下能有效提高估计性能。     

短波宽带大动态侦察接收机的设计

短波信号传输信道的多径效应和衰落特性决定了短波侦察接收机设计具有较强的挑战性,尤其对宽频带、大动态短波侦察接收机的设计提出了更高的要求。论文在介绍基于软件无线电思想和数字信号处理技术的宽带大动态短波接收机设计的基础上,重点研究、分析了三阶互调对接收机性能的影响,并给出了具体的设计方法和原理样机的技术指标。     

OFDM在LMS信道下的BER性能研究

正交频分复用（OFDM）应用于卫星宽带通信,前提需建立适用的卫星信道模型,目前常用的卫星信道模型主要为窄带模型,因而宽带系统性能分析的基础,首先得建立卫星信道宽带模型。对已有陆地移动卫星（LMS）信道模型进行研究,提出了一种便于仿真实现的四状态宽带信道模型,以此仿真得到OFDM在LMS信道下的BER性能结果。结果表明,宽带状态和窄带状态下BER性能变化较大,在不同环境下的BER性能亦有不同,可将该模型应用于卫星宽带通信的研究分析。     

基于频域均衡的宽带阵列通道校正

通道失配会严重影响阵列天线的性能,需要校正失配.窄带阵列只需在中心频率上校正即可,而宽带阵列因带宽相对较大需要对整个通道特性采取均衡的方法来保证各通道间的幅度和相位一致性.首先建立了失配通道模型,然后介绍了基于最小二乘准则的频域均衡算法,最后通过计算机仿真验证了频域均衡算法的有效性.同时,新算法采用LFM信号作为校正信号,克服了时域校正时校正权值不收敛的问题.     

Bandwidth extension of telephone speech using magnitude spectrum data hiding

Public telephone systems transmit speech across a limited frequency range, about 300–3400 Hz, called narrowband (NB) which results in a significant reduction of quality and intelligibility of speech. This paper proposes a fully backward compatible novel method for bandwidth extension of NB speech. The method uses magnitude spectrum data hiding technique to provide a perceptually better wideband speech signal. Code excited linear prediction parameters are extracted from the down sampled frequency shifted version of the high frequency components of speech signal existing above NB, which are spread by using pseudo-noise codes, and are embedded in the low amplitude high-frequency regions of the magnitude spectrum of NB speech signal. The embedded information is extracted at the receiving end to reconstruct the wideband speech signal. Theoretical and simulation analyses show that the proposed method is robust to quantization and channel noises. The comparison category rating listening and log spectral distortion tests clearly show that the reconstructed wideband signal gives a much better performance in terms of speech quality when compared to some of the existing speech bandwidth extension methods employing data hiding.     

基于奇异值分解的宽带频谱感知改进算法

对认知无线电中宽带频谱感知的信号检测问题进行研究,在信道位置和带宽随机分布的条件下,提出一种基于Hankel矩阵奇异值分解的改进算法完成宽带频谱的频率点奇异性检测并获得各子频段的起始频率和带宽,有效实现盲宽带频谱感知,同时利用提出的三种性能评价参数对该算法与多尺度小波变换算法进行了性能对比。通过实际接收微波信号及仿真OFDM信号感知实验验证,该算法有效抑制了噪声不确定性,滤除了伪奇异点,提高了宽带频谱感知性能。     

井下UHF宽带传播多径信道的频域AR建模

根据信道脉冲响应波形,文章对井下UHF宽带无线电波多径信道进行了频域自回归(AR)建模与仿真,证明了频域AR模型在井下多径信道应用的可行性,这为井下宽带乃至超宽带无线通信的信道模型计算机仿真研究提供了一种新思路。仿真结果表明,频域AR模型只需要很少的模型参数就可给出一个比较精确的信道描述,是信道建模比较理想的选择。     

基于Walnut Street修正模型的短波信道仿真算法

传统短波信道Watterson模型只能模拟信道短期变化规律。为模拟短波信道在各种长度时间段内的变化,针对短波信道接收端信噪比统计特性,提出了一种基于信噪比重放的短波信道仿真算法。该算法以Walnut Street信道模型为基础,通过对实际观测数据进行分析处理,建立接收端信噪比变化的中期和长期变化统计模型,联合Watterson模型实现信道模拟。仿真结果表明,该算法可反映实际信噪比变化规律,为短波网络仿真提供精确的信道质量模拟。     

A wideband circularly polarized antenna array with sequential rotation feed

A novel wideband circularly polarized (CP) antenna array is designed, which consists of a horizontally placed wideband phase shifting feed network and four vertically placed linearly polarized dipole antenna elements, and the circular polarization is realized based on sequential rotation feeding technology. By placing two parasitic strips and two grounding strips on the top and side of each T‐shaped dipole antenna element, the impedance bandwidth and circular polarization performance of the antenna can be further improved. The simulation results show that the 10‐dB impedance bandwidth of the antenna is 93% (1.56‐4.27 GHz) and the 3‐dB AR bandwidth is 80.7% (1.7‐4.0 GHz). The measured results are in good agreement with the simulation results. Due to the use of orthogonally placed wideband feed network and wideband array elements, the proposed antenna array has a wider circular polarization bandwidth than the similar antenna arrays reported.