实时短波信道模拟器

摘要

该文研究了短波信道的时变、多径特性,然后根据超视距雷达遥控信标源的要求和CCIR549-2报告的建议,选择了能够较全面地反映短波信道的多径时延、瑞利衰落、多普勒频移、多普勒扩展、高斯噪声和脉冲干扰等特性的Watterson模型.提出了以高速定点DSP为信号处理器、以单片机为控制器、带宽为10kHz的短波信道模拟器数字实现方案.在模型参数实现中,利用多抽样率数字信号处理原理解决了采样速率与DSP运算速度、采样速率与抗混叠滤器之间的矛盾,并实现了精度为0.1Hz的多普勒扩展.根据复信号频移原理实现了最小可至0.1Hz的多普勒频移.根据随机信号理论,对均匀随机数进行高斯和白化处理,获得了性能良好的加性白高斯噪声.根据Watterson模型编制了基于TMS320LC549芯片的DSP软件,完成了短波信道模拟器参数的仿真测试.测试结果表明其达到了设计指标,实现了实时性处理.

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1研究背景

1.2短波信道模拟器的概述

1.3本文的工作

2短波信道概述

2.1电离层概述

2.1.1电离层的结构

2.1.2电离层的变化

2.2短波信道中的电波传播

2.2.1传输模式

2.2.2传播特性

2.3短波信道的几个参数

2.3.1多径时延

2.3.2多普勒频移和多普勒扩展

2.3.3传播损耗

2.4 小结

3短波信道模型

3.1几种典型的信道模型

3.1.1独立的瑞利衰落模型

3.1.2相关的瑞利衰落模型

3.1.3时变多径模型

3.1.4单音双路径模型

3.1.5 Watterson模型

3.2信道模型的选择

3.3小结

4短波信道模拟器方案

4.1短波信道模拟器的性能指标

4.2短波信道模拟器中信号的表述形式

4.3短波信道模拟器方案

4.3.1输入接口

4.3.2信号处理部分

4.3.3控制部分

4.3.4输出接口

4.4小结

5短波信道模拟器参数的实现

5.1抽取

5.2离散希尔伯特变换

5.3随机数的产生

5.3.1服从(0,1)均匀分布随机数的产生

5.3.2随机数的统计性检验

5.4加性噪声的产生

5.4.1高斯噪声的产生

5.4.2脉冲噪声的产生

5.5多普勒频移和扩展的实现

5.5.1多普勒频移的实现

5.5.2多普勒扩展的实现

5.6小结

6短波信道模拟器DSP软件的设计

6.1 DSP软件的设计

6.1.1 DSP处理器的选择

6.1.2软件设计

6.2小结

7短波信道模拟器的仿真测试

7.1仿真测试的方法

7.2性能仿真测试

7.2.1实时性测试

7.2.2路径时延测试

7.2.3多普勒频移测试

7.2.4多普勒扩展测试

7.2.5综合模拟测试

7.3小结

8结论

参考文献

致谢