已知信道统计特性的时延-多普勒匹配滤波,多普勒滤波器,滤波器群时延,多普勒效..
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
已知信道统计特性的时延-多普勒匹配滤波
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口92无线通信信道的建模研究.doc-第2页
上亿文档资料，等你来发现
92无线通信信道的建模研究.doc-2
一、引言；一切无线通信都是基于电磁波在空间的传播来实现信息；无线信道中电波传播特性非常复杂，有中、长波的地表；二、无线信道建模的研究方法简介；一般来说，可以将建立无线信道传播模型的方法分成两；另一类是是电磁场预测法，这类方法依据电磁波传播理；2.1基于测量统计的经验模型：；2.1.1参数化统计建模方法；参数化统计建模方法将接收信号描述为许多电磁波的迭；广义平
一、 引言一切无线通信都是基于电磁波在空间的传播来实现信息传输的。电磁波在自由空间中的传播主要有直射、反射、散射和漫射四种方式，其结果使得到达接收机的接收信号与发送信号相比产生了一些变化。因此无线通信系统的性能会受到无线信道的制约， 研究无线信道的传播特性也就成了构建无线通信系统的基础。无线信道中电波传播特性非常复杂，有中、长波的地表面波传播、短波的电离层反射传播、超短波和微波的直射传播以及各种散射波传播等。无线信道中的干扰也是形式繁多、特征复杂，有由于信道畸变产生的码间干扰，也存在由于频率复用产生的同信道干扰和邻信道干扰等。 二、无线信道建模的研究方法简介一般来说，可以将建立无线信道传播模型的方法分成两大类 ：一类是统计测量法 该方法是信道建模的主流方法，可细分为参数化的统计建模方法和基于物理传播的建模方法等。统计测量方法通过在各种典型传播环境中进行的信道测量工作，从大量的测量数据中获取信道的特征表达，从而得到与系统参数以及环境参数有关的经验公式。经验模型的优点在于运算量小，易于仿真和刻画信道特征，但是易受到测试条件的限制，如信号带宽、天线配置与架设及测试环境等，信道与测试设备对测试结果的影响也难以分离。另一类是是电磁场预测法，这类方法依据电磁波传播理论给出无线信道的确定性模型，目前主要有射线法、时域有限差分法和矩量法等方法。这类建模方法是在己知无线传播环境的具体细节情况下，利用电磁波传播理论或者光学射线理论来分析并预测无线传播环境的。与统计模型不同的是，确定性模型不用需要大量广泛的测量，而是需要指定环境的诸多细节以便对信号的传播做出准确的预测，由于计算量所限，确定模型方法大多应用于室内范围的信道建模。2.1基于测量统计的经验模型：2.1.1参数化统计建模方法参数化统计建模方法将接收信号描述为许多电磁波的迭加，以构建信道衰落的特征，建模中考虑到达空间上一系列点的主波，这些主波包括视距传播的射线和有主要物体反射或散射的射线。将这些射线用幅度、时间、空间三维坐标上的脉冲序列来表示。该方法不依赖与物理传播环境中的散射体分布状况，而是直接对时延扩展、多普勒扩展和角度扩展等参数进行建模。广义平稳非相关散射(Wide-Sense Stationary Uncorrelated Scattering,WSSUS 模型是无线信道研究领域的基础理论模型。它利用具有时变冲激响应的线性滤波器结构描述线性时变随机无线信道。广义平稳非相关散射被认为是能够描述无线信道小尺度衰落的时延扩展与多普勒扩展的最简单的随机过程，故目前关于信道小尺度衰落建模的研究大多数都是基于 WSSUS 假设 Clarke 模型是基于电磁波线性叠加的随机信道模型。在各向同性和接收天线为全向天线的假设下，得到了接收信号包络服从Rayleigh 分布这一重要结论。M.J.Gans 推导了Clarke 模型的多普勒频谱被称为经典谱。经典的 Clarke 模型对于满足各向同性假设的情况，能够准确的描述无线信道对信号的影响且易于实现，因此到目前为止它仍然是应用最广泛的信道模型。2.1.2 基于物理传播的统计建模方法统计建模方法中，基于物理传播特征的建模方法通过描述传播环境中存在的散射物体的统计分布，利用电磁波经历反射、绕射和散射时的基本规律构建衰落信道模型。 该模型的特征描述与多径传播环境下散射体或者发射体的位置分布状况有关，例如 Okumura 模型以平坦地形大城市的传播损耗为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。基于物理传播特征的建模方法被广泛的应用在 MIMO 信道的研究中,主要借助一些重要物理参数描述信道特征与散射分布,其典型参数包括:到达角(AOA)、离开角(AOD)与到达时间(TOA)等。在不同的传播环境中，通常假设在用户端和基站端具有不同的散射体几何分布。常用的几何分布模型包括单环、双环、椭圆和扇形等，多数模型只假设电波传播经过散射体时发生了单反射过程。2.2基于传播预测的确定模型2.2.1 射线法射线法信道建模是应用最广泛的确定性传播预测方法，它基于光学射线理论，结合一致绕射理论和几何绕射理论，在对传播环境利用几何体建模，并确定表面的电磁参数之后，对传播损耗进行预测，预测结果的精度主要取决于地理环境模型的精度以及表面电磁参数的精度。在假设无线电信号的波长足够小的前提下，将电磁波的传播近似为光学射线的传播，并将电磁波各种无线传播机制简化为发射、衍射和散射等主要机制 利用光学射线理论计算传播损耗。射线法模型能够获得比统计性模型更准确的传播预测，因此有大量的研究人员对此进行了广泛的研究，目前的研究主要集中在地理环境建模以及加速算法等方面。2.2.2 时域有限差分法用射线法建立的信道模型不能正确包括电磁波的绕射传播。时域有限差分法 （FDTD）建模的方法利用电磁场传播理论来计算大尺度传播的功率损耗，综合考虑了所有的无线传播机制，因而能够得到最准确的结果，并且能预测宽带参数，它可以同时提供地图中所有区域的场分布，也能给出整个区域的信号覆盖信息。时域有限差分法的优点在于其准确性，但是需要明确的传播环境细节，包括地理特性、建筑物分布、物体表面的电磁特性等大量数据，并且要进行复杂的运算才能得到最终结果。由于 FDTD 方法需要大量的存储空间和巨大的运算量，它经常结合射线法技术以细化后者的结果。三、无线通信信道理论分析无线信道中电波传播特性非常复杂，有中、长波的地表面波传播、短波的电离层反射传播、超短波和微波的直射传播以及各种散射波传播等。无线信道中的干扰也是形式繁多、特征复杂，有由于信道畸变产生的码间干扰，也存在由于频率复用产生的同信道干扰和邻信道干扰等。3.1无线信道对信号的影响信号在无线信道中传播一般可归结为反射、绕射和散射三种基本传播方式，无线信号无论是在前向链路还是在反向链路的传播，都会以多种方式受到物理信道的影响。由于无 线信道的复杂性和时变性， 信号通过无线信道时会受到各个方面的衰减损耗。总的说来，信道对无线信号的影响可归纳为：自由空间路径损耗、阴影衰落和多径衰落三种。3.1.1自由空间路径损耗自由空间路径损耗：一般路径传播损耗又叫衰耗，是指电波在空间传播所生的损耗 ，反映在宏观大范围 ( 千米量级空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势。路径损耗在固定的有线通信中也存在，不过它计算的是导线媒介中传输的衰耗，一般比在空间传播的衰耗值要小些。3.1.2阴影衰落阴影衰落：阴影衰落主要是指电波在传播路径上受到建筑物阻挡所产生的阴影效应而产生的损耗 ，反映在中等范围内 ( 百米波长数量级 ) 的接收信号电平平均值起伏变化的趋势。这类损耗一般为无线传播所特有的，而一般在统计规律上来看遵从对数正态分布，其变化率比传送信息率要慢。3.1.3多径衰落多径衰落：多径衰落又称快衰落，反映在小范围( 十米波长以下数量级 )接收电平平均值的起伏变化趋势。其电平幅度一般遵从Rayleigh、Rice、Nakagami等概率分布，其变化速度比慢衰落快。快衰落又可分为空间选择性衰落、频率选择性衰落和时间选择性衰落。在无线信道中，有三种最重要的多径衰落效应：信号强度在一段很小的传播距离或时间间隔内快速变化产生的多径衰落：不同路径信号的多普勒频移引起的随机频率变化以及多径传播时延扩展引起的多径衰落效应。无线信道的多径衰落会导致信号在不同维 ( 时间、频率、空间 ) 的扩展，对无线通信信号具有明显的影响。3.2无线信道的分类在移动通信系统中，无线信道通常是利用信道的统计特性来进行仿真和分析的。一般来说，移动信号在空间传播中所经历的衰落大体可以分成两类，即大尺度衰落和小尺度衰落。3.2.1大尺度衰落：大尺度传播模型是用来描述在一段较长的时间之内，信号所呈现的平均功率变化。3.2.2小尺度衰落：小尺度传播模型是描述信号在短时间之内， 受到信道影响瞬间所产生的变化。小尺度传播中的衰落是多径传播和多普勒频移两者作用的结果。多径效应会造成各个路径信号到达接收机时有不同的相位、振幅、与时间延迟，因此会产生信号的时散效应与频率选择性衰落 ；多普勒效应则会产生信号的频散效应与时间选择性衰落。根据信号多径附加时延的大小，小尺度衰落又可以分为非频率选择性衰落 ( 平坦衰落 )和频率选择性衰落。另外，由于移动台的移动性会导致接收到的信号产生多普勒频移( 频率色散 )。根据多普勒扩展的大小，信道又可以分为快衰落信道和慢衰落信道。（1）平坦衰落。平坦衰落：一般来说，多路信号到达接收机的时间有先有后，即有相对时( 问) 延 ( 迟 ) 。如果这些相对时延远小于一 个符号的时间， 则可以认为多路信号几乎是同时到达接收机 的。在这种情况下多径效应不会造成符号间的干扰。这种衰 落称为平坦衰落， 因为这种信道的频率响应在所用的频段内是平坦的。平坦衰落信道的条件可以概括为：B?Bc或 Ts??t,
( 1 )式中，Ts 为信号周期，(信号带宽Bs的倒数) ；?t和Bc分别是信道的时延扩展和相干带宽。（2）频率选择性衰落。频率选择性衰落：如果多路信号的相对时延与一个符号的时间相比不可忽略， 那么当多路信号叠加时，不同时间的符号会重叠在一起，造成符号问的干扰。这种衰落称为频率选择性衰落，因为这种信道的频率响应在所有的频段内是不平坦的。发生频率选择性衰落的条件可以概括为：包含各类专业文献、生活休闲娱乐、高等教育、外语学习资料、文学作品欣赏、各类资格考试、92无线通信信道的建模研究.doc等内容。　
　搜 试试 7 帮助 全部 DOC PPT TXT PDF XLS 百度文库 专业资料 工程科技 ...无线信道模型摘 要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展,人们对无线信道的研究... 　无线通信信道的研究_理学_高等教育_教育专区。简单介绍了加性高斯信道及瑞利信道及莱斯信道的建模 兰州商学院 本科生毕业论文(设计) 本科生毕业论文(设计) 论文(... 　无线信道建模_信息与通信_工程科技_专业资料。无线衰落信道及 无线衰落信道及仿真 无线衰落信道在无线移动信道中,信号从发射天线经过复杂的传播环境到达接收天线, 接收... 　搜 试试 7 帮助 全部 DOC PPT TXT PDF XLS 百度文库 专业资料 自然科学...无线通信研究论文: 空时 MIMO 信道模型的研究与仿真【摘要】随着无线通信业务的... 　搜 试试 7 帮助 全部 DOC PPT TXT PDF XLS 百度文库 专业资料 工程科技 ...基于MATLAB的无线多径信道建模与仿真分析_信息与通信_工程科技_专业资料。基于 MATLAB... 　格式:doc 关键词:通信3G MIMO 无线 1/2 相关文档推荐 MIMO及无线信道建模 60...无线通信研究论文:空时MI... 3页 免费 无线MIMO信道建模与信道容... 71页 ... 　搜 试试 7 帮助 全部 DOC PPT TXT PDF XLS ...8 4.1 Jake 移动信道模型 ......本课题研究意义无线信道是无线移动通信的传输媒介,所有的信息都在这个... 　搜 试试 7 帮助 全部 DOC PPT TXT PDF XLS 百度文库 教育专区 高等教育 工...[11] 李耀东, 王玉玲. 宽带无线移动通信系统信道建模技术研究[J]. 西安邮电...一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法
一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法
【专利摘要】一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法，涉及水声信道估计方法。发射端产生N个线性调频信号并线性叠加作为信道估计信号，通过发射换能器将信道估计信号转换成声波在海洋水声信道中传播；接收端通过接收换能器将海洋水声信道中传播的声信号接收并转换成电信号，经过前置放大、滤波和模/数转换后得到数字信号；对数字信号与本地参考信号做N次对应聚焦阶次的分数阶傅里叶变换并比较得到N个不同阶次的峰值位置偏移量；根据峰值位置偏移量采用时延频移联合估计的方法测定出信道中各个路径的多径时延和多普勒频移。计算过程简单，节省系统开销。
【专利说明】一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水声信道估计方法，特别是涉及采用多个线性调频信号作为信道估计信号并且使用分数阶傅里叶变换同时测定信号的一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法。
【背景技术】
[0002]水声信道是时延与频移的双扩散信道。由水体中声学边界的反射、声速剖面梯度引起的折射、鱼群与悬浮颗粒物等物质的散射，会造成信号的多径传播，导致信号的时间扩展；由声纳或探测目标的运动、海面的起伏、颗粒物的散射，则会造成信号的多普勒频移，导致信号的频移扩展。二者都会对水声通信系统造成一定的影响。因此，准确测定信号的多径时延和多普勒频移，将为水声通信接收端消除干扰、提高系统性能打下坚实的基础。
[0003]现有的方法往往是单独研究多径时延测定或多普勒频移的算法。而对于二者同时存在情况下的研究，常采用分数阶傅里叶变换(Fract1nal Fourier Transform,以下简写SFRFT)的方法。哈尔滨工业大学根据FRFT的时延特性和频移特性，对接收信号和本地参考信号作不同阶数的FRFT与相关获得相关峰值的偏移量，结合分数域上峰值的偏移，联立不同阶次的方程得到关于时延和频移的方程组，进而通过解方程组得到时延和频移。([I]沙学军等.基于分数阶傅立叶变换的信道中多径时延和多普勒频移估计方法及实现该方法的系统[P].中国专利:.0, .)
[0004]上述方法由于并非在线性调频信号的聚焦阶次进行分数阶傅里叶变换，故需要在变换后再分别作相关运算，因而增大了计算量。本发明则采用不同调频率的线性调频信号，在对应的聚焦阶次上作FRFT，结合分数域上峰值的偏移，联立各个阶次关于时延和频移的方程组得到时延和频移。由于所有的FRFT均为聚焦阶次上的变换，因此变换后不需要作相关运算，节省了相关的系统开销。
[0005]分数阶傅里叶变换是经典傅里叶变换一种推广。它可以同时展现信号的时间与频率特性，由于是线性变换，因此它避免了传统时频分布的交叉项问题。最重要的是，FRFT对多种信号在分数阶域上都具有能量聚集特性，而由于积分核具有线性调频特性，因此，这种能量聚集特性对线性调频信号最好，选择适当的变换阶数P，便能将线性调频信号变换为脉冲信号。
[0006]分数阶傅里叶变换是一个线性积分运算，该变换后的分数阶傅里叶域记为U域，则信号s(t)的P阶分数阶傅里叶变换为
[0007](F '、')(") = j" Kn [t,u)s[t)dt
[0008]其中，
【权利要求】
1.一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法，其特征在于包括以下步骤:
1)产生N个线性调频信号并将其叠加在一起，得到信道估计信号，其中，NSS2的整数；
2)发射换能器将步骤I)所产生的信道估计信号转换为声波在海洋水声信道中传播；
3)接收换能器将海洋水声信道中传播的声信号接收转换成电信号，经过前置放大、滤波和模/数转换后得到数字信号；
4)将步骤3)所得的数字信号作N次聚焦阶次pi的分数阶傅里叶变换，得到N个分数阶傅里叶域幅度谱，每个阶次的分数阶傅里叶域幅度谱中包含M个峰值位置Ukpi，所述聚焦阶次Pi中的i为1，2……N，峰值位置Ukpi中的k为1，2……M，M为多径数目，其大小由实际水声信道决定；
5)将步骤4)所得的N个阶次NXM个峰值位置Ukpi与本地参考信号N个聚焦阶次分数阶傅里叶域幅度谱的峰值位置u0pi相减，得到N个阶次NXM个峰值位置偏移量Au(N，M)；
6)将步骤5)所得的N个阶次NXM个峰值位置偏移量Au(N，M)依次按列取出N个峰值位置偏移量Au，根据这N个峰值位置偏移量采用时延频移联合估计的方法测定出信道中某一路径信号的时延和多普勒频移。
2.如权利要求1所述一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法，其特征在于在步骤4)中，所述N次聚焦阶次pi为信道估计信号中各个线性调频信号对应的聚焦阶次。
3.如权利要求1所述一种水声信道中多径时延与多普勒频移的测定方法，其特征在于在步骤5)中，所述本地参考信号与步骤I)中所述信道估计信号相同。
【文档编号】H04L25/02GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】涂星滨, 许肖梅, 杨亮亮, 邵志文, 周韦峥嵘, 夏旖璇
申请人:厦门大学多径信道衰落与时延的模拟研究_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
多径信道衰落与时延的模拟研究
多​径​ ​模​拟
阅读已结束，如果下载本文需要使用
想免费下载本文？
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩1页未读，继续阅读
你可能喜欢扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
基于因子图的联合信道估计与译码算法研究
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口