短波信道建模与仿真技术研究

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1、短波信道建模与仿真技术研究电子科技大学硕士学位论文姓名：刘洋申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：朱立东20090501摘要摘要无线信道特性是设计及测试任何一种通信系统必须考虑的因素之一。对于短波电离层信道来说，由于电离层随时间地点的不同而不断变化，电离层信道特性十分复杂，要充分测试一种新的短波通信系统变得十分困难。因此，短波信道仿真因具有成本低、准确性高、可重复实验等优点而得到广泛的应用。目前被广泛使用的短波信道模型仅能仿真窄带信道条件。当信号带宽达到１ＭＨｚ量级的时候，需要一种新的信道模型来更准确的反

2、映电离层对整个信号频带的散射特性。本文对现有宽带短波信道模型进行了合理的改进，并提出了仿真实现方案。宽带短波信道建模的一个核心问题是如何描述每一传播路径内时延功率扩展。ＩＴＳ短波信道模型提供了一种时延功率分布函数形式。针对其难于计算及仿真实现的问题，本文提出了一种改进的时延功率分布函数，新提出的分布函数有闭合表达形式且与ＩＴＳ模型有———————————————————————————————————————————————相近的统计特性。以改进的宽带短波信道理论模型为基础，本文进一步提出了一种短波电离层信道仿真实

3、现模型，并且给出了具体的参数计算方法，分析了仿真实现模型的统计特性。在进行宽带短波信道仿真中，需要生成大量不相关有色高斯随机过程，本文提出了一种新的正弦和仿真模型的参数计算方法。与现有方法相比，新提出的方法不仅统计特性与理论模型更加接近，而且大幅提升了仿真效率。最后，本文分析了短波航空信道的信道特性。分别给出了短波空．空、空一地信道仿真模型。关键词：宽带短波信道，信道模型，信道衰落，多径信道，短波航空信道ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＲａｄｉｏｃｈａｎｎｅｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎｉｓａｎｙｃｏｍｍｕｎｉ

4、ｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．ＡｓａｌｌｅｓｓｅｎｔｉａｌｅｌｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｏｆｆｏｒＨＦｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｃｈａｎｎｅｌ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｇｒｅａｔｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅｗｉ也ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓ———————————————————————————————————————————————ａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｓ，ｉｔｉＳｍｏｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｄｅｑｕａｔｅｌｙｔｅｓｔｏｕｔｎｅｗＨＦｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈ

5、ｕｓ，ｄｕｅｔｏｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆａｃｃｕｒａｃｙ，ｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ，ＨＦｃｈａｎｎｅｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｍｏｎｌｙｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄａｓａｌｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅａｎｆｏｒｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＨＦｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ。Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｍｏｓｔｗｉｄｅｌｙａｃｃｅｐｔｅｄＨＦｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌｉｓｏｎｌｙｖａｌｉｄｆｏｒｎａｒｒｏｗｂａｎｄｗｉｄｔｈ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｗｈｅｎｄｅａｌｉｎｇ、Ｖｉｔｌｌｗｉｄｅ

6、ｂａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｕｐｔｏ１ＭＨｚｉｎｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ａｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｍｕｓｔｂｅｍｏｄｅｌｌｅｄｉｎｔｈａｔａｌｌｏｗｓ———————————————————————————————————————————————ｗａｙｃｏｍｐｌｅｔｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｒａｅｆｆｅｃｔａｃｒｏｓｓｔｈｅｗｈｏｌｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｐｒｅｓｅｎｔｓｍｏｄ

7、ｅｌａｎｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒｔｈｅＣｅｎｔｒａｌｔｏｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｄｅｂａｎｄＨＦ（ＷＢＨＦ）ｃｈａｎｎｅｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓｍｏｄｅｌ．ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｅｌａｙｐｏｗｅｒｐｒｏｆｉｌｅｏｒｗｉｄｅｂａｎｄ（ＤＰＰ）ｏｆｅａｃｈｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｍｏｄｅｐａｔｈ．ＩＴＳＷＢＩ－ＩＦｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌｈａｓｐｒｏｖｉｄｅｄ———————————————————————————————————————————————

8、ａｆｏｒｍｏｆＤＰＰ，ｗｈｉｌｅｉｔ’Ｓｔｏｏｃｏｍｐｌｅｘｆｏｒｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｇｉｖｅｎａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｏｆｓｐｅｃｉｆｙｉｎｇａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｄｅｌａｙｐｒｏｆｉｌｅ，ａｐｒｏｐｅｒｌｙｍｏｄｉｆｉｅｄＤＰＰｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｈａｓ