地空通信信道仿真模型研究.pdf

1、隨著軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域?qū)Φ乜胀ㄐ艖?yīng)用需求的迅速增長(zhǎng),對(duì)地空通信系統(tǒng)進(jìn)行深入研究并開(kāi)發(fā)與之適應(yīng)的通信技術(shù)已迫在眉睫。掌握地空通信信道特性是地空通信系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵之一,因此,研究地空通信信道的傳播特性,建立適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ蛯?duì)理論研究和工程應(yīng)用都具有十分重要的意義。
　　本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究工作者的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)歸納了地空通信信道小尺度衰落參數(shù)和大尺度衰落參數(shù)。通過(guò)幾何模型仿真分析了飛行器在航行、起飛到達(dá)、滑行、停場(chǎng)等狀態(tài)下的多普勒譜。鑒于成形濾

2、波器法構(gòu)建地空通信信道仿真模型的復(fù)雜度高,本文重點(diǎn)研究采用Rice法構(gòu)建地空通信信道仿真模型,實(shí)現(xiàn)地空平坦衰落信道、頻率選擇性衰落信道及陰影衰落的建模。Rice法的核心是構(gòu)造多普勒參數(shù)的計(jì)算方法。本文對(duì)比分析了等距離法(MED)、等面積法(MEA)、Monte Carlo法(MCM)、最小均方誤差法(MSEM)、精確多普勒擴(kuò)展法(MEDS)、LPNM法(Lp-norm)、Jakes法(JM)以及近幾年Xiao C S、Zheng Y R

3、等人提出的Rayleigh衰落信道仿真方法的精度和復(fù)雜度。通過(guò)仿真分析上述方法的均值和自相關(guān)函數(shù),比較了上述方法的各態(tài)歷經(jīng)性。采用自相關(guān)函數(shù)均方誤差準(zhǔn)則仿真分析了上述方法的統(tǒng)計(jì)特性,并給出選擇參數(shù)計(jì)算方法應(yīng)當(dāng)遵循的準(zhǔn)則。地空通信信道小尺度衰落模型由Rayleigh和Rician衰落模型構(gòu)成。論文針對(duì)現(xiàn)有Rician衰落信道仿真模型統(tǒng)計(jì)特性不能迅速收斂于理論值的問(wèn)題,給出了一種改進(jìn)的高效Rician衰落信道仿真模型。仿真結(jié)果表明該模型在較

4、少的統(tǒng)計(jì)平均次數(shù)下即可達(dá)到良好的精度。文中還給出了信道狀態(tài)最復(fù)雜的飛行器低空飛行時(shí)的信道衰落特性仿真結(jié)果。鑒于Rice法建立的信道仿真模型在精度較高的情況下仿真速度較慢,本文將三角函數(shù)快速生成法引入該法建立的信道仿真模型中,設(shè)計(jì)了一種能有效節(jié)省存儲(chǔ)容量的Rice模型查表法。改進(jìn)后的Rice信道仿真模型在提高仿真速度的同時(shí)降低了存儲(chǔ)空間的耗費(fèi)。最后,針對(duì)隨機(jī)型仿真模型由于多普勒頻移中存在隨機(jī)變量,難以直接使用查表法提高仿真速度的問(wèn)題,給出