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1、专题研究短波信道的仿真与建模方法研究李晓婉t志敘韩命(江苏自动化研究所，江苏连云港222000)摘要：短波信道的建模问题向来是通信系统理论中具有挑战性的难题，本文基于传统的Watterson信道模型，考虑其多径.衰落、多普勒频移和频扩的特点,提出具有一定应用价值的仿真算法,并通过Matlab仿真验证了算法的可行性，并就传统模型的不足，即时延和多普勒频移均为I古I定值，提出相应的改进算法,即将多径时延和多普勒频移建模为满足高斯分布的随机变量，通过仿冀验证改进模型可以更好的反映短波信道的时变特性。关键词：短波信道的
2、建模；衰落；吋变特性中图分类号：TP391.9文献标识码：A国家标准学科分类代码：510.1050ResearchonsimulationandmodelingofshortwavechannelLiXiaowanCaoZhiminHanYu(JiangsuAutomationResearchInstitute.LianyungangJiangsu222000・China)Abstract:Themodelingofshortwavechannelhasalwaysbeenachallengingpuzzlei
3、ncommunicationsystemtheory,basedonthetraditionalWattersonchannelmodel,consideringthemultipath,fading,Dopplershiftandfrequencyexpansion,thispaperproposesasimulationalgorithmwhichhascertainapplicationvalue,andthealgorithmisverifiedthroughMatlab,alsoconsidering
4、theshortcomingsoftraditionalmodels,thatthereal-timedelayandDopplershiftarcfixedvalue,itproposescorrespondingimprovedalgorithms,boththetimedelayandfrequencyshiftofeachpropagationpatharemodeledasGaussianrandomvariables,makingthemodelmorefittothetime-varyingcha
5、racteristicsofshortwavechannel.Keywords:modelingofshortwavechannel;fading;time-varyingcharacteristics2Watterson信道模型国家门然科洋基金1.引言短波信道模型是短波通信仿真系统的重要组成部分，其可靠性和逼真度直接影响着系统的性能和仿真效果。冃前，具有代表性的短波信道模型有：Watterson等人提出的高斯散射增益抽头延迟线模型、Hoffmeyer等人提出的采用电离层物理参数的信道模型［1Giles等人提
6、出的采用短波信道冲激响应直接测暈模型以及基于信道物理参数的建模方法⑵°等。在这些模塑中，Watterson信道模型在大多数情况下能够较好的反映短波信道的特性，复杂度低，适合计算机仿真，被CCIR推荐并广泛使用。但其口身也存在一些不足，本文对其仿真算法进行设计的同时，针对存在的不足作以改进，使得改进后的算法能够更好的反映短波信道的时变特性。Watterson模型的结构如图1所示，由均匀抽头延迟线，多路随机噪声产生器，抽头调制器、信号相加器等组成。抽头延迟线主要用来产生振基金项目：江苏省口然科学基金(BK20122
7、36)高峰计划(2014-ZBZZ-036)幅服从瑞利分布、相位服从均匀分布的输出合成信号，多路随机噪声产生器用于产生多路相互独立的高斯噪声。图1Watterson模型结构图图中，输入信号$(/)经不同的时延后，在〃个抽头处输出，生成短波信道的多径传输信号，每个抽头信号由一个复抽头增益函数G,(/)调制，各路已调制信号在输出端与加性噪声〃(/)相加得到输出信号r(r)o“7)=£®(t)expl/f2对©(r-r,)+fnr]}+如)(1)i=式中，©(/)是第j条路径的信号幅度，6是第i条路径的相对时间延迟
8、，是第，条路径的多普勒频移。3Watterson信道模型的仿真算法s(t)=acos(2^/+0)＞首先经Hilbert变换为实部和虚部相互正交的复信号，然后通过带通滤波器去除信号屮不能通过短波信道的频率分量得到®(r),即路径1,其/路和Q路分量分别为：Iin=acos(2帧丿+&)(2)Q-川=asin2^”+0)⑶抽头延迟线对这两个分量同时延迟相同的时间就可以得到不同的路径，从
