基于贝塞尔函数的莱斯因子矩估计算法改进

针对传统的莱斯K因子一二阶矩估计方法因贝塞尔函数存在计算复杂度大、实用性低的问题,提出一种基于贝塞尔函数阶数的莱斯因子矩估计算法。该算法首先根据原矩估计公式计算K值对应的矩估计值,然后根据不同阶数的贝塞尔近似公式计算矩估计值并求解对应的K值,计算估计准确率,进而确定贝塞尔函数阶数的选择,简化矩估计算法。实验研究表明,所提方法与原方法相比降低了时耗,在K值较小时效果更优。

莱斯因子估计在测向误差分析中的应用

在实际应用中,影响测向精度的重要因素是由于多径效应引起的测向误差。在能够接收到直射波时的莱斯信道条件下,表征其中多径信号影响程度的一个重要参数是莱斯因子。探讨了不同莱斯因子时测向系统接收信号的相位和测向精度受到的影响,给出了不同莱斯因子条件下测向精度的CRAMER-RAO界,总结了计算莱斯因子的可行方法。通过估计莱斯因子,可以对测向结果的可信度进行估计。

低莱斯因子信道分集接收技术研究

由于低莱斯因子信道存在着多径传播,在信道上经多径传播后的接收信号是衰减和时延都随时间变化的各路径信号的合成,所以接收信号会发生衰落和产生码间干扰。针对低莱斯因子信道中衰落和码间干扰的影响,提出了带内三重频率分集接收实现方式,给出了采用带内三重频率分集的调制器和解调器的原理框图。最后对调制解调器进行了性能测试,并得到了比较理想的实验结果。

基于拟合的莱斯因子估计算法

针对现有的莱斯因子矩估计算法适用性低和复杂度大的问题,提出一种基于拟合的改进矩估计算法,以提高莱斯因子的估计效率。改进的算法首先将矩估计模型进行有理函数近似,然后对近似式求逆,得到两个关于莱斯因子的闭合式。仿真结果表明,改进后的算法在样本为50000和1000时,估计效率提高至少2.5倍;在保证估计精度的情况下,拥有更小的时间复杂度,可用在终端资源有限的无线通信场景中。

基于拟合的混响室莱斯K因子预测及信道重建

针对莱斯K因子的预测及给定莱斯K因子的信道重建问题,提出了使用少量不同配置下的K因子的测量值进行拟合,从而得到预测值或所需混响室配置的方法。在混响室中使用此方法对不同天线间距离处的K因子进行了拟合。结果表明,将Holloway表达式进行适当修正的函数拟合效果更优,且同时保留了Holloway表达式的物理意义,并对其进行了适当拓展。该方法对于如混响室品质因数等其它因素在不同取值处的K因子预测及信道重建问题也具有普适性。

基于测量的高铁宽带无线信道莱斯K因子研究

随着高速列车与地面间通信需求的提高,现有窄带铁路列控系统(GSM-R)将向未来基于LTE的宽带铁路通信系统(LTE-R)平滑演进。无线信道测量与参数提取是设计新一代高铁通信系统的前提。莱斯K因子是表征信道衰落程度的重要参数,因此研究高铁宽带无线信道的K因子特征具有重要意义。本文基于郑西(郑州—西安)高铁高架桥场景信道测量数据,分别提取窄带和宽带K因子。分析窄带K因子的时频变化特性,建立基于收发端相对距离的窄带K因子统计模型。探索宽带K因子随信道带宽变化的规律,给出基于信道带宽的宽带K因子统计模型。最后,讨论了不同多径时延的K因子特征。

基于莱斯因子的切换合并

在无线通信中,多径衰落严重影响信号传输的质量。分集接收技术是有效对抗多径衰落、提高信号接收增益、改善通信质量的有效方法之一。瑞利信道、莱斯信道是无线通信信道的主要模型,自身有很多特性。选择合并和等增益合并是常用的合并方式,各自有其优越性能。根据信道特征,将两种合并方式相结合的切换合并,在仿真分析后验证了在接收机应用中的可行性。虽然提高了设备要求,但也加宽了接收机的应用范围。

莱斯信道中Polar码的构造及性能分析

Polar码是由Arikan提出的一种新的编码方式。它是基于信道极化理论,被证明在二进制离散无记忆信道下能够获得信道对称容量。本文给出了Polar码在莱斯信道下的构造及性能分析,针对莱斯信道已知信道边信息(CSI)和未知信道边信息(NCSI)两种情况分别进行Polar码的构造。仿真结果表明:相比于LDPC码,Polar码的性能更加优良。此外,莱斯因子K越大,Polar码的误比特率就越小。Polar码在信道边信息已知的情况下性能比信道边信息未知时的好。因此Polar码在莱斯衰落信道中具有很好的性能,非常适合未来移动通信技术。

基于射线追踪法的毫米波高架桥信道仿真

信道特性分析是通信网络规划、设计通信系统的基础。针对高架桥毫米波信道特性问题,基于射线追踪法仿真了37GHz毫米波信道,分析了大尺度路径损耗模型和小尺度多径模型,分别得出了两者在高架桥场景下表示信道损耗的影响因子和参数,如路径损耗、莱斯因子等。使用正态分布对附加阴影损耗进行建模,得到路径损耗模型。对莱斯因子和均方时延扩展使用正态分布拟合累计分布函数,获得建模参数。该参数的明确,为高架桥信道建模提供了理论依据。

低空无线信道小尺度衰落特性研究

针对复杂情况下低空无线信道特性,选取近山地城镇环境视距和非视距2个场景在2.4GHz频率下开展实地低空无线信道测量活动,分别收集1200组信道的多径幅度值,结合统计性方法分析其对应的均方根时延扩展与莱斯因子2种小尺度衰落特性,并进行拟合。测试结果表明:2种场景的均方根时延扩展平均值分别为255ns、1429ns,莱斯K因子平均值分别为3.8dB、0.32dB,前者莱斯K因子大于0dB的比例为58.68%,说明该环境下莱斯信道为主;后者大于0dB的比例为10.16%,说明该环境下瑞利信道为主;拟合的结果表明:均方根时延扩展Gamma拟合,莱斯K因子正态拟合,最后得出了对应的概率密度分布函数。

26GHz室外微蜂窝毫米波信道测量与建模研究

在26 GHz室外微蜂窝场景测量数据的基础上,研究了毫米波段路径损耗、阴影衰落和大尺度参数的建模方法,提出优化的分簇方法和莱斯因子计算方法,比较了参数化和非参数化方法对信道建模的差异,对比分析了不同微蜂窝场景环境对路径损耗和大尺度参数的影响。结果表明,非参数化方法对路径损耗影响较小,对大尺度参数影响较大,如均方根角度扩展。建筑物上的玻璃窗和环境中的树木对大尺度参数有较大影响,对路损影响较小。毫米波频段簇的数目比6 GHz以下频段更少。为26 GHz室外微蜂窝场景毫米波链路和系统仿真以及系统设计提供了信道基础数据和模型。

多径条件下GNSS干扰信号测向分布研究

为开展GNSS干扰源定位研究,围绕信号多径传播建立了干扰信号相位的多径衰落模型并提出了测向分布描述方法.首先针对GNSS干扰信号给出了测向模型以及理论误差;其次仿真分析了多径条件下干扰信号相位分布与莱斯因子的关系,通过推导相位分布PDF建立信号相位的数学模型;最后利用蒙特卡洛仿真研究测向分布与莱斯因子和来波方向的关系,并采用置信区间进行数学描述.理论推导和仿真结果表明,当莱斯因子较大时多径条件下的干扰信号相位服从高斯分布,测向结果方差随莱斯因子增加而减小,且来波方向垂直于基线时方差最小,莱斯因子大于20时同一置信水平下的置信区间趋于稳定.

MIMO信道仿真模型比较及其验证

建立在几何上的WINNER模型和COST2100随机信道模型是第四代(4G)移动通信MIMO(multi-input multi-output,多输入多输出)信道仿真中两个最为典型的仿真模型,在4G信道仿真中得到广泛应用。由于WINNER模型和COST2100模型不同的物理机制,还缺乏对这两种模型的比较和在具体应用场景下的有效性和契合度的研究。在室内环境中开展了WINNER模型和COST2100信道仿真比较与验证研究,在视距和非视距的情况下,对信道的功率时延谱、莱斯因子、信道容量、时延扩展和角度扩展等信道特征参数进行仿真对比,再利用实际测试数据的分析结果作为佐证,验证两个模型的契合度以及模型的实用性。

多径衰落信道下BOC信号捕获性能分析

针对多径衰落信道下BOC(二进制偏移载波)信号的捕获问题,通过对多径衰落信道建模,运用目前较优越的捕获算法对各信道下的捕获性能进行比较。结合莱斯因子K、多径径数L以及多径延迟,分析了多径衰落信道对BOC信号捕获产生的影响。理论分析和仿真结果表明,K值越大,捕获函数峰值越大,捕获性能越好;L值越小,出现副峰越少,捕获性能越好。

圆极化天线在舰地图像传输中的应用

海面属于强反射平面,如何在强反射信道中抑制多径分量,实现信号可靠传输,工程中已积累了许多经验和方法。本文从圆极化天线抑制反射信号的原理、使用和安装的角度出发,提出了在海面强多径传播环境下,采用圆极化天线可以改善图像传输质量。试验结果表明:该方法切实可行,效果明显。

多天线NLOS定位误差抑制算法

为抑制非视距传播造成的定位误差,提出一种基于对各基站TOA测量结果进行NLOS判别的误差抑制算法。与传统基于TOA统计信息的NLOS抑制不同,算法直接利用移动台多天线接收数据判别基站视距状态,然后融合LOS和NLOS基站测量结果解算移动台位置。NLOS判别机制采用多天线接收数据估计信道莱斯K因子,利用K因子在LOS/NLOS下服从的不同概率分布在信号处理层面对NLOS基站进行判别。算法最后采用约束最优化方法融合识别后的LOS和NLOS基站的TOA测量结果解算移动台位置。仿真结果表明,所提融合NLOS基站TOA定位算法可有效提高NLOS存在时的定位精度。

基于混响室的雷达回波传输环境模拟

为检验雷达回波传输质量,完成基于莱斯因子K的混响室电磁环境分级,提出混响室条件下雷达回波传输环境模拟评价参数信杂比S,对比分析莱斯因子K和信杂比S的测量原理.实验结果表明:混响室可用于雷达回波传输环境模拟.

战术无人机视距下行通信链路信道模型特性的研究

通过分析战术无人机无线移动信道的传播特点以及信道模型特性研究,得出航空下行传输信道主要受反射分量支配的结论,当反射分量较大时,信道特性接近瑞利信道,反射分量较小时,信道特性接近高斯白噪声信道。通过对实测航空信道参数进行误码性能分析,验证了以上结论。分析结论对于建立准确的战术无人机下行信道模型,提高战术无人机作战使用效能具有重要作用。

3.5GHz频段城市环境下的宽带无线信道测量分析

研究了在典型城市室外环境下的3·5GHz无线信道的小尺度传播特性,构建了一个用于信道测量的测量系统,完成了固定与移动场景下的信道测量,得出了功率延迟分布(PDP)、抽头延迟线模型、多径分布和莱斯K因子等参数,测量结果证明该环境提供了多天线无线通信所需要的富散射环境.

频率与极化方式对室内太赫兹信道参数的影响

介绍了太赫兹波段室内环境下的多路径传播信道模型,分析了视距传输时的自由空间损耗和大气分子吸收损耗以及非视距传输时的镜面反射损耗.针对常见的教室场景,使用射线追踪法对室内信道进行分析,发射器(Tx)位于房间的正中央,对于选定位置的接收器(Rx),绘制了不同频率、不同极化方式下的功率时延图和功率角分布图,并根据功率时延图计算莱斯K因子和均方根时延扩展,根据功率角分布图计算角度扩展,得到Rx的均方根时延扩展、莱斯K因子、角度扩展等信道参数.研究表明:每个位置的Rx都存在多个空间可分辨的路径,随着太赫兹频率的提高,均方根时延扩展、角度扩展变小,莱斯K因子增大.通过对不同极化方式的分析可知,在0.1~1.0 THz时,垂直极化波的路径损耗、莱斯K因子小于水平极化波,但均方根时延扩展、角度扩展大于水平极化波.