新型短波電臺(tái)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、短波通信受到信道特性復(fù)雜、穩(wěn)定性差等因素的影響，系統(tǒng)容量較小，可靠性較差，限制了其在很多業(yè)務(wù)上的應(yīng)用。MIMO技術(shù)可以有效解決這一問(wèn)題，在發(fā)射端進(jìn)行發(fā)射分集，在接收端實(shí)現(xiàn)多天線接收，提高無(wú)線通信系統(tǒng)鏈路的傳輸質(zhì)量。
　　在對(duì)短波 MIMO通信系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，需要考慮信道的傳輸特性，建立比較精確的信道模型，并且進(jìn)行信道的仿真。信道模型及信道仿真的準(zhǔn)確性將直接影響開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的短波通信系統(tǒng)的性能。因此，對(duì)于信道模型的搭建和仿真

2、，是了解信道特性和進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的前提。同時(shí)在多天線的場(chǎng)景下，收發(fā)端之間待仿真的通信鏈路數(shù)目急劇增加，如何降低信道仿真的復(fù)雜度，提供快速準(zhǔn)確的短波MIMO信道仿真模型，是本文待解決的第一個(gè)問(wèn)題。
　　短波 MIMO通信系統(tǒng)可以支持多用戶(hù)通信，從而為短波通信提供了新的應(yīng)用場(chǎng)景。但是隨著用戶(hù)數(shù)目的增加，用戶(hù)間干擾會(huì)影響到系統(tǒng)的性能。預(yù)編碼技術(shù)能夠有效消除用戶(hù)間干擾，因而成為MIMO技術(shù)的研究熱點(diǎn)。預(yù)編碼技術(shù)利用信道狀態(tài)信息在發(fā)端對(duì)信號(hào)進(jìn)

3、行預(yù)處理，使收端方便進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，降低用戶(hù)間干擾，從而提高系統(tǒng)性能。由于短波信道帶寬相對(duì)較窄，時(shí)延較長(zhǎng)，難以對(duì)信道狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋。如何在短波信道中提升預(yù)編碼的性能，是本文待解決的第二個(gè)問(wèn)題。
　　文章在詳細(xì)分析了短波在電離層中的傳輸特性和短波信道的特點(diǎn)之后，分別介紹了近年來(lái)基于鏈路層的傳統(tǒng)短波固有特性傳輸方案和基于物理層的傳統(tǒng)短波固有特性傳輸方案的科研進(jìn)展，并針對(duì)這些傳統(tǒng)短波固有特性方案目前還無(wú)法精確描述時(shí)延擴(kuò)展、多普勒頻

4、移和多普勒頻率擴(kuò)展之間關(guān)系的缺陷，引出了基于信道統(tǒng)計(jì)特性的短波信道Watterson模型、Watterson加高斯隨機(jī)延遲模型、子帶并行模型和ITS模型幾種典型的短波信道模型做了比較分析，選定以ITS短波信道模型為基礎(chǔ)對(duì)短波信道建模方案進(jìn)行改進(jìn)。本文針對(duì)傳統(tǒng)ITS模型中延時(shí)功率分布函數(shù)難于進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，提出了一種改進(jìn)的時(shí)延功率分布函數(shù)表達(dá)式，新提出的分布函數(shù)仿真實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，并且和傳統(tǒng)的ITS模型延時(shí)功率分布函數(shù)具有相近的統(tǒng)計(jì)特性

5、。同時(shí)，本文根據(jù)改進(jìn)的ITS短波信道模型，對(duì)中緯度和高緯度兩處實(shí)測(cè)短波通信信道進(jìn)行了建模實(shí)現(xiàn)，證明了本文提出的改進(jìn)延時(shí)功率分布函數(shù)方案的有效性。
　　在進(jìn)行寬帶短波信道仿真中，需要生成大量不相關(guān)單色高斯隨機(jī)過(guò)程，本文基于傳統(tǒng)的MEDS方法和補(bǔ)償?shù)乃枷耄岢隽艘环N新的正弦和仿真模型的參數(shù)計(jì)算方法：補(bǔ)償精確多普勒頻移法(CMEDS法)。對(duì)于Gaussian型功率譜，與現(xiàn)有方法相比，本文提出的補(bǔ)償精確多普勒頻移法提高了隨機(jī)調(diào)制函數(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)