复杂电磁环境下动态信号产生与无线信道研究及模拟实现

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现代信息化战场上,由于敌我双方使用大量的电子信息装备,加上民用信息设施的快速增长,导致战场空间中的电磁信号十分密集;同时战场复杂未知的地理环境形成的无线传输信道,导致信号出现各种难以估计的衰落。这两方面因素构成了十分复杂的动态电磁环境。移动无线信道特性对移动通信系统性能具有重要影响,移动信道建模和仿真对移动通信系统的研发具有重要意义。因此,对移动信道建模与仿真进行研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文从无线电波传播特性出发,对无线电波传播模型以及无线信道特性的主要参数进行分析研究,重点探讨了移动小尺度衰落信道模型,研究了平坦衰落信道以及频率选择性信道的特点,设计了基于FPGA的移动无线信道仿真器,同时进行软硬件仿真,对比验证。本文主要做了以下几个方面的工作:1、研究了基于统一架构的信号模型,给出了基于硬件平台的通用信号生成方案,该方案可完成不同模式信号的产生。2、研究了信道对无线信号主要的三类影响:路径损耗、阴影衰落、多径衰落;分析了无线通信传播环境与移动无线通信信道仿真的基本模型,阐述了用正弦波叠加法和成型滤波器法建立信道确定型仿真模型的具体实现方法。3、对移动无线信道特性进行了Matlab仿真,对仿真结果与信道模型进行了对比分析,确定了信道模型的可行性。4、完成了平坦衰落信道和频率选择性信道在FPGA上的设计实现,并对关键技术和实现方法进行了分析。本设计能够实时模拟窄带信号条件下无线信道的主要特点,如多径效应、多普勒效应、瑞利衰落等,其主要的技术指标达到了设计要求。同时本设计结构简单,参数可调,易于扩展,通用性强,方便于性能测试。
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