宽带短波信道的研究是设计宽带大容量短波通信的基础,但是传统的短波信道的研究仅限于窄带信号传输,已不能满足宽带高速短波数据传输的条件。对于短波通信尤其是天波传输方式下的宽带信道特征的研究早在上世纪 80 年代就开始展开,但是至今未曾有一个经典的宽带短波信道模型出现,可见宽带短波信道特性之复杂性。本文主要研究了宽带短波信道的物理特性和宽带短波信道建模的方法,并通过计算机仿真建立了有效的宽带短波信道模型,给出了仿真实现方式,并提供了仿真数据。本文的第一章是引言,介绍了短波通信的基本特点、短波信道研究的发展历程和最新进展,同时给出了本文的研究目的和主要贡献。第二章主要研究短波电波传输和信道特性。本章是全文的重点之一,讨论了电离层分层的情况,以利于理解短波天波信号的反射高度以及与昼夜时间段的关系;短波电波信号的反射、折射、衍射、散射、能量衰落和幅度衰落、相位起伏和频率色散、多普勒频移以及群延迟现象,这些都是基本的物理现象,但是对于理解短波传输有着重要的意义;天波传输常常出现极化模式分离,为了论述这一现象本章详细给出了阿普尔顿—哈特里方程,从电磁场理论的角度分析极化模式分离这一重要的短波电波传输现象;本章还讨论了宽带短波天波信号传播的多径分布情况和衰落特征,为宽带信道的建模提供了依据;最后本章给出了短波信道的传输损耗以利于系统设计时进行链路预算。第三章描述了信道统计特性建模的概念,建模的思想和验证方法。着重讨论了信道二维动态特性的散射函数作为建模的依据的原因以及实现散射函数和考察衰落统计特性来验证信道,为第五和第六章的论述做准备。第四章论述了经典窄带短波信道模型Watterson模型以及在此基础上发展出来的五种宽带模型,本章最后分析了各种模型的适用范围,在此基础上选定 ITS信道模型作为计算机实现的方案。第五章和第六章是本文的另一个重点,首先第五章分析了 ITS 宽带短波信道模型的数学结构,给出了计算机实现的结构框图,并分析模型各部分的数学 第 i 页<WP=5>电子科技大学 硕士学位论文表达式。ITS 模型可分为三个部分,包括表征多普勒扩展的随机调制函数,表征多普勒频移的确定相位函数以及表征各延迟微径的能量关系的功率延迟剖面函数;本章详细分析了各自的物理意义以及相互的关系,并且在第六章给出了其具体的仿真实现方法;同时,第六章在第五章的基础上给出了几种不同情况下的信道仿真数据和结果。最后一章是论文的总结。概述了论文的整个工作,并提出了下一步研究的方向。