1时延扩展、相干带宽、相干时间之间有什么联系，对系统又有什么影响， 2快、慢衰落与频率选择性衰落平坦性衰落之间有什么联系，以及产生的原因。阐述1： 通常用时域的均方根时延扩展(delay spread)和频域的相干带宽(coherence bandwidth)两个参数来描述多径信道的时间色散特性。均方根时延扩展是多径信号的功率延迟分布的二阶矩的平方根，而相干带宽是从均方根时延扩展得出， 两者成反比关系。相干带宽是一特定频率范围，在该范围内，两个频率分量有 很强的幅度相关性。在无线通信系统中，如果信号的带宽小于信道的相干带宽，则接收信号会经历平坦衰落过程，此时发送信号的频谱特性在接收机内仍能保 持不变。然而，由于信道增益的起伏，接收信号的强度会随时间变化。反之， 如果信号的带宽大于信道的相干带宽，则接收信号会经历频率选择性衰落，此 时接收信号的某些频率比其他分量获得了更大的增益，使接收信号产生了失真，从而引起符号间干扰。 多普勒扩展和相干时间是描述小尺度内信道时变特性的两个参数，两者成反比 关系。多普勒扩展是频谱展宽的测量值，它由移动台和环境物体的运动速度所 决定，是一个频率范围，在范围之内接收的多普勒频谱有非零值。相干时间是 信道时间变化率的一种量度，它是一段时间间隔，在间隔内，两个到达信号有 很强的幅度相关性。在无线通信系统中，如果信道的相干时间比发送信号周期短，则接收信号会经历快衰落过程，或者称为时间选择性衰落，此时接收信号 会发生失真。反之，如果信道的相干时间远大于发送信号的信号周期，则接收 信号经历慢衰落过程，此时接收信号不会发生失真。 阐述2 根据题目特性，先回答2再回答1： 2回答： 通信时，发射机和接收机之间要能够成功地进行通信，在一定程度上取决于 信号在其中传播的信道的衰落特性。大范围衰落包括信号经过长距离传播的效 应（几百个波长或更多波长）。小范围衰落机制则影响着接收机附近的信号。 大范围衰落包括信号经过一段距离时信号的平均衰减（在理想的视距传播（LOS）条件下，它与距离的平方成正比），以及大型物体（如山脉或摩天大楼）导致的信号衍射。 小范围衰落是多径传播和多普勒频移两者作用的结果。由于被发送信号在 遇到信箱、树木和正在移动的车辆时导致反射、衍射和局部散射，而通过不同 的路径到达接收机，所以会发生多径衰落。因此，接收机在不同的到达时间获 得信号的多个拷贝，这些拷贝以不同的相位和功率电平进行接收，导致信号互 相干扰而发生功率波动。 小范围衰落表现为时间展宽（时延展宽）或时间变化（多普勒展宽）。（如果 接收机在移动，信号可能会同时经历这两种衰落。）根据衰落随频率或时间的 不同变化情况，分为平衰落、频率选择性衰落、快衰落和慢衰落。
多波束天线通道幅相一致性校正及实现 朱丽龚文斌杨根庆 （中科院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050） 摘要：本文针对多波束天线接收机的通道幅相一致性校正，提出了一种基于自适应算法的校正方法并在FPGA 中实现了该方法。在满足系统要求的前提下，该方法不但实现起来相对容易，而且算法的精度和动态范围也有一定的保证。仿真和试验结果表明，该方法是可行的。关键词：多波束天线，通道失衡，幅相误差，最小均方误差，校正 1．引言 随着人们对卫星通信要求的不断提高，卫星通信技术得到了很大的发展。其中，卫星多波束天线目前己成为提高卫星通信性能、降低系统成本的一项关键性技术。 多通道接收机是DBF 天线系统中信号的必经之路，正是这种多接收通道的结构，使DBF 天线系统增加了幅度和相位误差的潜在来源。与多个天线阵列相连接的多个接收机通道必须要有很高的一致性，否则通道间的失配将严重影响数字波束系统的性能。对多通道间误差的校正正是星载数字多波束天线的关键技术之一。由于目前国内对星载DBF 天线的研究还处于初级阶段，所以需要更多的借鉴智能天线、自适应天线和雷达等领域已有的研究成果。 本文主要针对基于卫星应用的两维阵列DBF 天线系统，采用目前最常用的LMS 算法设计并在FPGA 中实现了对其前端射频多通道接收机的幅相校正系统，最后给出了测试结果。测试结果表明，这种采用定点数制的LMS 算法对系统的幅相误差具有较好的校正性能。 2．数字多波束天线的幅相校正原理
数字多波束天线的组成如图1所示。前端天线阵是由多个天线单元组成两维阵列，阵元接收的信号经射频前端电路、A/ D 转换电路、数字下变频器后送入数字波束形成器处理。[2][1] 设计一个六边形排列的7单元天线阵，A/D后端的数字下变频器和波束形成器均采用FPGA 实现。天线阵接收到的信号首先通过射频通道混频后得到中频信号，再将此模拟中频信号经过ADC 后得到数字中频信号，然后送入DDC 进行下变频；下变频后，每路信号分为正交的I、Q 两路，这些正交的信号再送入波束成形器中进行波束成形，最后的输出即为合成的波束。接收通道在制造时的各种误差、电路器件的选择，A/D的量化精度、DDC 的性能、I/Q两路的正交误差等因素都会引起信号幅度和相位的变化。为了能够正确的波束成形，达到系统的精度要求，就必须要对多通道接收机进行校正，校正系统原理图如下图2 所示。
§2-3 描述多径衰落信道的主要参数 移动无线信道是弥散信道。及信号通过无线空间将在时间域和频率域产生弥散，即本来在时间和频谱上分开的波形会产生交叠，使信号出现衰落失真。这便是选择性衰落。所谓选择性是指在不同的空间，不同的频率和不同的时间其衰落特性是不一样的。一般快衰落将影响无线信道的选择性。按选择性的不同可分为以下三类：空间选择性衰落、频率选择性衰落、时间选择性衰落。 一、各种影响弥散信道的因素 ?多径效应在时域上引起信号的时延扩展，使得接收信号的时域波形展宽，相应地在 频域上规定了相关（干）带宽性能。当信号带宽大于相关带宽时就会发生频率选择性衰落。功率时延分布（PDP，Power Delay Profile） ?多普勒效应在频域上引起频谱扩展，使得接收信号的频谱产生多普勒扩展，相应地 在时域上规定了相关（干）时间性能。多普勒效应会导致发送信号在传输过程中，信道特性发生变化，产生所谓的时间选择性衰落。多普勒功率谱密度（DPSD，Doppler Power Spread Density） ?散射效应会引起角度扩展。移动台或基站周围的本地散射以及远端散射会使得天线 的点波束产生角度扩散，在空间上规定了相关距离性能。空域上波束的角度扩散造成了同一时间、不同地点的信号衰落起伏不一样，即所谓的空间选择性。功率角度谱（PAS，Power Azimuth Spectrum） 二、频率选择性衰落:信号频谱内具有不同增益 ①时间色散(Time Dispersion Parameters) 原因：因多径传播造成信号时间扩散的现象。典型情况：由远处的山丘与高大建筑物反射而形成的干扰信号，使得信号在时域和空间角度上产生了扩散。 定义：发射信号经过不同路径到达接收点的时间各不相同。
图片简介: 本技术介绍了信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法，属于室内定位技术领域。实现步骤如下：对CSI测向算法进行建模；利用单天线数 据计算直达波飞行时间ToF；成对天线间CSI数据平滑处理增加接收阵列孔径；利用直达波飞行时间ToF和直达波入射角度先验信息进行成对天线间 幅相误差计算；根据离线数据建立不同来波方向情况下幅相误差表格，在线过程中对照表格动态选取Γ值，进行通道幅相误差校正和迭代测向。本 技术解决了商用Wi Fi网卡复杂的通道间幅相误差校正问题，保证了Wi Fi网卡CSI测向的精度，有效降低基于商用Wi Fi网卡的室内定位系统部署使用 的复杂度和成本，应用前景广阔，而且操作简单、不需要专用设备、能有效适应室内多径环境。 技术要求 1.信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、信道状态信息获取； 步骤二、接收信号模型建立，根据阵列信号处理相关知识，将接收信号建模为X(t)＝AS(t)+N(t)； 步骤三、直达波飞行时间ToF的计算，使用CSI数据同一天线的各子载波间的相位差计算出直达波飞行时间ToF； 步骤四、成对天线间CSI数据进行平滑处理增加天线孔径； 步骤五、通道间幅相误差计算； 步骤六、在线迭代测向，依据离线过程不同来波方向下幅相误差值，我们对在线数据迭代测向。 2.根据权利要求1所述的信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法，其特征在于，所述的直达波飞行时间ToF的计算具体为： ToF在子载波间引入可测量的相移，相邻子载波之间的相移函数可表示为可以得到阵列流型为A＝ [a(τ1),a(τ2),...,a(τN)]，其中导向矢量为使用空间谱理论对CSI数据进行ToF值的求解。 3.根据权利要求1所述的信道状态信息的通道不一致性误差校正测向方法，其特征在于，所述的成对天线间CSI数据进行平滑处理以增加天线孔径具体为： 选取两个天线进行空间平滑处理可以避免通道幅相误差值Γ与AoA、ToF的耦合，进行成对天线间通道幅相误差Γ的独立求解，同时增加接收天线孔径，设一个天线平滑之后阵元个数为L，则成对天线平滑之后CSI矩阵的快拍数为Nsub-L+1，天线1对与天线i平滑结果如下所示：
通道校准技术的研究 【内容摘要】：本文介绍了校正和均衡的基本算法，通过仿真验证了理论的正确性。工程应用中硬件资源有限，文中分析了校正技术和均衡技术的性能差异，在满足良好性能的条件下以校正替代均衡减少计算复杂度。 【英文摘要】：In this paper, the basic algorithm of correction and equalization is introduced, and the correctness of the theory is verified by simulation. The hardware resources are limited in engineering applications. The performance differences between the correction technique and the equalization technique are analyzed in this paper. In order to satisfy the good performance, the equalization is corrected and the computational complexity is reduced 【关键字】：校准；时域；频域. 1.窄带校正技术 窄带系统中，通道内部的频率特性相同，失配现象主要由通道间的幅相特性不匹配引起。任意选取一路通道作为参考通道，则其余通道都称为失配通道。 ref s '()s()h() s '()s()h () i i t t t t t t =*=* （1.1.1） 分别取各通道频点的频率响应最大值 ef j ref _max ref ref_max j _max _max S'max{S '()}e , 1...K S'max{S '()}e , 1...K r i i i i k A k k A k ??====== （1.1.2） 其比值为 ef j 'ref _max ref_max j j ' _max _max S e e S e r i i i i i A a A ???= = （1.1.3） 从式（1.1.3）可以看出，将失配通道输出信号的频率响应乘以j e i i a ?就能使各通道输出信号的频率响应与参考通道输出信号的频率响应相等。如此，可以认为通道失配现象得到了校正。 2.宽带均衡技术 2.1 时域基本算法 图3-1为通道均衡时域算法的原理实现框图。
南京理工大学 硕士学位论文 多径时延估计的算法研究 姓名：王玫 申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：是湘全;刘中 2001.3.1
南京理工夫学硕士学位论文 ｙ３９８Ｏ２五 中文摘要摘要 ，时延估计广泛地应用于雷达、声纳和通信等领域，是数字信号处理领域中一个十分活跃的研究课题。一般地说，时延估计可分为单径时延估计和多径时延估计：而多径时延估计是时延估计问题中极其困难和具有实际应用背景的研究内容。本文将多径时延估计作为研究内容做了一些工作。／… 该欠回顾了时延估计的应用及时延估计方法发展，阐明了几种基本时延估计方法的基本原理，主要包括广义相关时延估计方法和广义相位谱时延估计方法。 在多径时延估计研究方面，提高多径的分辨率是一个重要问题。本文讨论了两种具有高分辨率的多径时延估计方法：ＥＭ方法和ＷＲＥＬＡＸ方法。阐明了它们的基本原理，并对两种方法性能进行了计算机仿真，分析了它们在高斯噪声和周期干扰下各自性能的优劣。 由于ＥＭ和ｗＲＥＬＡｘ两种多径时延估计方法抗周期干扰的性能较差，本文将信号的循环平稳性应用于多径时延估计，提出了循环ＥＭ方法。理论分析和模拟结果表明循环ＥＭ方法抗周期干扰的性能优于ＥＭ方法和ＷＲＥＬＡＸ方法。（具有循环平稳性的信号普遍存在于实际环境中，所以循环ＥＭ方法具有一定的实用价值。尸７ 关键词：时延估计多径效应循环平稳信号广义相关处理
南京理工大学硕士学位论文英文摘要 ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｉｍｅ—ｄｅｌａｙｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（ＴＤＥ）ｈａｓｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｒａｄａｒ，ｓｏｎａＬｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍａｎｙｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ．Ｉｔｉｓａｎａｃｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａｉｎｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ＴＤＥｐｒｏｂｌｅｍｓｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏＴＤＥｓｏｆｓｉｎｇｌｅｐａｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｍｕｌｔｉｐａｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｌａｔｅｒｈａｓｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｉｓａｄｉｆｆｉｃｕｌｔｏｎｅｉｎＴＤＥｐｒｏｂｌｅｍｓ．ＴｈｉｓｔｈｅｓｉｓｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅＴＤＥｉｎｍｕｌｔｉｐａｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｅｂｒｉｅｆｌｙｒｅｖｉｅｗｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＴＤＥｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｉｃａｌＴＤＥｍｅｔｈｏｄｓ．ＴｈｅｎｗｅｄｉｓｃｕｓｓｔｗｏＴＤＥｍｅｔｈｏｄｓｉｎｍｕｌｔｉｐａｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＭｍｅｔｈｏｄａｎｄＷＲＥＬＡＸｍｅｔｈｏｄ），ｗｈｉｃｈｈａｖｅｈｉｇｈｍｕｌｔｉｐａｔｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＷｅｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｉｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎＧａｕｓｓｉａｎｎｏｉｓｅａｎｄ ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｓｕｂｊｅｃｔｔｏｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｏｒｅｓｉｓｔｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｃｙｃｌｏｓｔａｔｉｏｎａｒｉｔｙ－ｂａｓｅｄＥＭｍｅｔｈｏｄ（Ｃｙｃ—ＥＭｍｅｔｈｏｍ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓｓｔｒｏｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｉｎｔｅｒｆｅｆｅｎｃｅ．ＩｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉＳｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈａｔｏｆＥＭａｎｄＷＲＥＬＡＸｍｅｔｈｏｄｓｉｎＧａｕｓｓｉａｎｎｏｉｓｅａｎｄｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ．Ｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｍａｎ—ｍａｄｅｓｉｇｎａｌｓｗｈｉｃｈｈａｖｅｃｙｃｌｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅＣｙｃ—ＥＭｍｅｔｈｏｄｈａｓｇｒｅａｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ． 一，Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ＴｉｍｅｄｅｌａｙｅｓｔｉｍａｔｉｏｎＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＣｙｃｌｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙｓｉｇｎａｌｓＭｕｌｔｉｐａｔｈｅｆｆｅｃｔ ＩＩ
第37卷第9期电子与信息学报 Vol.37 No.9 2015年9月 Journal of Electronics & Information Technology Sept. 2015 阵列通道不一致性误差快速有源校正算法 张柯①程菊明①付进*② ①(许昌学院信息工程学院许昌461000) ②(哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001) 摘要：针对阵列通道不一致性引起的幅相误差校正问题，基于多级维纳滤波器(MSWF)，该文提出幅相误差快速校正的简化的多级维纳滤波器(SMSWF)算法。SMSWF算法利用校正源的方位和波形信息对阵列幅相参数进行估计，无需估计协方差矩阵和进行特征值分解，大大地减小了计算量，且具有与特征分解方法相同的幅相参数估计性能。研究发现，单个信源入射到阵列且信源波形已知时，SMSWF算法获得的信号子空间等价于特征分解法得到的信号子空间，这表明SMSWF算法能够替代特征分解法，从而极大减小基于特征分解法的信号处理方法的计算量。 大量计算机仿真和消声水池试验验证了SMSWF算法的优越性能。 关键词：信号处理；阵列校正；有源校正；幅相误差；多级维纳滤波器 中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2015)09-2110-07 DOI: 10.11999/JEIT141651 Fast Active Error Calibration Algorithm for Array Chanel Uncertainty Zhang Ke①Cheng Ju-ming①Fu Jin② ①(School of Information Engineering, Xuchang University, Xuchang 461000,China) ②(College of Underwater Acoustic Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001,China) Abstract:Aiming the error calibration for the array channel uncertainty, a new fast algorithm named Simplified Multi-Stage Wiener Filter (SMSWF) based on the Multi-Stage Wiener Filter (MSWF) is proposed. The SMSWF takes the advantages of the DOA and the waveform of the cooperative source to estimate the gain and the phase factors, and it does not need to estimate the covariance matrix and the eigendecomposition operations. Compared with the eigendecomposition algorithm, the SMSWF has the same performance for estimating gain and phase factors while greatly reduce the complexity. The researches show that if a single source with a known waveform incidence on the array, the signal subspaces obtained by the SMSWF and one obtained by the eigendecomposition are equipollent, which demonstrate that the SMSWF is able to replace the eigendecomposition. The complexity of signal processing methods based on the eigendecomposition can greatly be reduced by replacing the eigendecomposition with the SMSWF. The extensive computer simulations and experiment in anechoice water tank show the superiori performance of the proposed algorithm. Key words:Signal processing; Array calibration; Active calibration; Gain and phase errors; Multi-Stage Wiener Filter (MSWF) 1引言 在测向系统中，生产工艺、安装误差以及平台扰动等使传感器阵列产生幅相误差、阵元位置误差以及互耦现象，这将导致实际的阵列导向矢量与理想的阵列导向矢量有所不同。在这种情况下，常规的高分辨波达方向(Direction Of Arrival, DOA)估计技术，诸如最小方差无畸变响应(Minimum Variance Distortionless Response, MVDR[1]) ，多重信号分类 2014-12-29收到，2015-03-31改回，2015-06-11网络优先出版 国家自然科学基金(51209059, 51279043)资助课题 *通信作者：付进zhangke1127@https://www.doczj.com/doc/9818629587.html, (MUltiple SIgnal Classification, MUSIC [2])，旋转不变子空间(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique, ESPRIT[3])和最大似然(Maximum Likelihood, ML[4])等算法的测向性能将严重下降甚至失效。因此，在使用传感器阵列进行DOA估计之前，阵列误差的校正工作是不可或缺的。 在阵列误差校正领域，众多国内外学者对阵列通道不一致所引起的幅相误差校正问题进行了深入的研究[511] -。文献[5]分析了通道幅相误差对MUSIC 算法空域谱及分辨性能的影响，推导了存在幅相误差时MUSIC算法空域谱的一阶统计表达式，揭示
目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 移动通信系统的发展历程 (2) 1.2.1 经典的移动通信系统（1G-2G） (2) 1.2.2 当前主流的移动通信系统（3G-4G） (4) 1.2.3 发展中的移动通信系统（5G） (6) 1.3 OFDM的发展历程 (7) 1.4 论文的主要内容与章节安排 (9) 第二章LTE关键技术及时延估计信道模型 (11) 2.1 LTE关键技术 (11) 2.1.1 OFDM/OFDMA 技术 (11) 2.1.2 MIMO技术 (13) 2.1.3 链路自适应技术 (14) 2.2 OFDM基本原理 (14) 2.2.1 OFDM系统原理 (15) 2.2.2 OFDM符号结构 (19) 2.3 多径衰落信道模型 (20) 2.3.1 无线信道的特点 (20) 2.3.2 多径衰落信道的数学模型 (24) 2.4 本章小结 (26) 第三章OFDM多径时延估计算法介绍 (27) 3.1 ML法 (28) 3.2 Karthik的算法 (31) 3.3 Athaudage的算法 (33) 3.4 Wen的算法 (35) 3.5 本章小结 (37) 第四章一种新的多径信道时延估计算法 (38) 4.1 算法描述 (38) IV
4.2 算法分析 (42) 4.2.1 理论分析 (42) 4.2.2 复杂度分析 (45) 4.3 算法仿真 (46) 4.3.1 评价方法 (46) 4.3.2 参数设置 (46) 4.3.3 仿真流程 (47) 4.3.4 仿真结果 (48) 4.4 本章小结 (50) 第五章算法阈值的优化 (51) 5.1 阈值优化 (51) 5.1.1 阈值与准确率关系的数学模型 (51) 5.1.2 次优阈值的解析解 (52) 5.2 曼哈顿距离的优越性 (55) 5.3 仿真结果 (56) 5.4 本章小结 (58) 第六章结束语 (60) 6.1 主要工作与创新点 (60) 6.2 后续研究工作 (61) 参考文献 (63) 致谢 (66) 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 (67) V
1 时延扩展、相干带宽、相干时间之间有什么联系，对系统又有什么影响， 2 快、慢衰落与频率选择性衰落平坦性衰落之间有什么联系，以及产生的原因。 阐述1： 通常用时域的均方根时延扩展(delay spread)和频域的相干带宽(coherence bandwidth)两个参数来描述多径信道的时间色散特性。均方根时延扩展是多径信号的功率延迟分布的二阶矩的平方根，而相干带宽是从均方根时延扩展得出，两者成反比关系。相干带宽是一特定频率范围，在该范围内，两个频率分量有很强的幅度相关性。在无线通信系统中，如果信号的带宽小于信道的相干带宽，则接收信号会经历平坦衰落过程，此时发送信号的频谱特性在接收机内仍能保持不变。然而，由于信道增益的起伏，接收信号的强度会随时间变化。反之，如果信号的带宽大于信道的相干带宽，则接收信号会经历频率选择性衰落，此时接收信号的某些频率比其他分量获得了更大的增益，使接收信号产生了失真，从而引起符号间干扰。 多普勒扩展和相干时间是描述小尺度内信道时变特性的两个参数，两者成反比关系。多普勒扩展是频谱展宽的测量值，它由移动台和环境物体的运动速度所决定，是一个频率范围，在范围之内接收的多普勒频谱有非零值。相干时间是信道时间变化率的一种量度，它是一段时间间隔，在间隔内，两个到达信号有很强的幅度相关性。在无线通信系统中，如果信道的相干时间比发送信号周期短，则接收信号会经历快衰落过程，或者称为时间选择性衰落，此时接收信号会发生失真。反之，如果信道的相干时间远大于发送信号的信号周期，则接收信号经历慢衰落过程，此时接收信号不会发生失真。 阐述2 根据题目特性，先回答2再回答1： 2回答： 通信时，发射机和接收机之间要能够成功地进行通信，在一定程度上取决于信号在其中传播的信道的衰落特性。大范围衰落包括信号经过长距离传播的效应（几百个波长或更多波长）。小范围衰落机制则影响着接收机附近的信号。 大范围衰落包括信号经过一段距离时信号的平均衰减（在理想的视距传播（LOS）条件下，它与距离的平方成正比），以及大型物体（如山脉或摩天大楼）导致的信号衍射。 小范围衰落是多径传播和多普勒频移两者作用的结果。由于被发送信号在遇到信箱、树木和正在移动的车辆时导致反射、衍射和局部散射，而通过不同的路径到达接收机，所以会发生多径衰落。因此，接收机在不同的到达时间获得信号的多个拷贝，这些拷贝以不同的相位和功率电平进行接收，导致信号互相干扰而发生功率波动。 小范围衰落表现为时间展宽（时延展宽）或时间变化（多普勒展宽）。（如果接收机在移动，信号可能会同时经历这两种衰落。）根据衰落随频率或时间的不同变化情况，分为平衰落、频率选择性衰落、快衰落和慢衰落。 平衰落：时间展宽
第32卷第6期2011年6月 微计算机应用MICROCOMPUTER APPLICATIONS Vol. 32No. 6Jun. 2011 一种高速多通道A /D 幅相一致性修正的实现方法 冀映辉 1，2 蔡炜 1，2 陈铭 2 （1中国科学院声学研究所北京1001902 北京中科海讯电子科技有限公司 北京100107） 摘要：相控阵雷达系统中多个A /D通道之间幅度、相位特性存在的不可避免的差异，降低了后续雷达数字信号处理使用数据源的精确度，从而影响了雷达系统的分辨率。针对这一问题，作者提出了一种自适应修正多A /D通道之间幅相不一致性的方法。实验证明该方法实现简单、修正结果较好、有较强的工程应用价值。关键词： 相控阵雷达 多通道A /D
幅相不一致性修正 数字下变频 Design of RapidIO user －Level Communication Interface and Its Improvement JI Yinghui 1，2，CAI Wei 1，2 ，CHEN Ming 2 （1Institute of Acoustics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100190，China ， 2 Beijing Zhong Ke Hai Xun Electronics Technology Co. . Ltd. Beijing ，100107，China ） Abstract ：In phased array radar system ，multiple A /Dchannels have different amplitude and phase characteristics unavoidably. This difference reduces source data accuracy in radar digital signal processing and has seriously affecting on phased radar resolution. In or-der to solve this problem ， the author proposes an adaptive correction method which can revise this difference among different A /Dchan-nels. Experiment shows that this method is simple to realization ，has excellent correction results and Engineering applications. Keywords ：phased array radar system ；multiple A /Dchannels ；difference amplitude and phase characteristics revise ；DDC 在相控阵雷达信号处理系统中，每个阵面中的多个阵元需要同时接收雷达的回波信号。中频回波信号
ITU-R P.1238-4建议书 用于规划频率范围在900 MHz到100 GHz内的室内无线电 通信系统和无线局域网的传播数据和预测方法 （ITU-R 211/3号研究课题） （1997-1999-2001-2003-2005）国际电联无线电通信全会， 考虑到 a）正在开发将在室内工作的许多短距离（工作范围短于1 km）的个人通信应用； b）正如许多现有产品和热门的研究活动所表明的那样，无线局域网（RLAN）和无线专用交换机（WPBX）需求很旺盛； c）希望设立无线局域网标准，可与无线和有线通信都兼容； d）采用非常低功率的短距离系统在移动和个人环境下提供业务有许多优点； e）在建筑物内的传播特性和在同一区域内许多用户引起的干扰这两方面的知识，对系统的有效设计是非常重要的； f）用于系统初步规划和干扰估算的通用（即与位置无关）模型和用于某些细致评估的定型（或具体地点）模型都是需要的； 注意到 a）ITU-R P.1411建议书为频率范围在300 MHz到100 GHz的室外短距离电波传播提供了指导，并且该建议也应该作为同时存在室内和室外传播条件的那些情况下的参考文件。 建议 1 对工作于900 MHz到100 GHz之间的室内无线电系统的传播特性进行评估时，采用附件1中的资料和方法。 附件 1 1 引言 室内无线电系统的传播预测在某些方面是与室外系统有区别的。跟室外系统中一样，根本目的是保证在所要求的区域内有效覆盖（或在点对点系统情况下保证有可靠的传播路径）和避免干扰，包括系统内的干扰以及其他系统的干扰。然而，在室内情况下，覆盖的范围是由建筑物的几何形状明确地限定的，而且建筑物本身的各边界将对传播有影响。除了一建筑物的同一层上的频率要重复使用外，经常还希望在同一建筑物的各层之间要频率共用。这样就增添了三维干扰问题。最后，距离很短，特别是使用毫米波频率的场合，意味着无线电路径附近环境的微小变化可能会对传播特性有重大的影响。
第32卷第5期 声 学 技 术 Vol.32, No.5 互相关法时延估计中的多径抑制方法 2 李 灏1 ，陈励军 (东南大学，南京 210096) 摘要：浅海信道是一个多径信道，对于基于相关法的延迟估计，多径效应常常会导致相关函数中出现伪峰，伪峰的幅度有时会超过主峰，进而增加了相关峰选取的难度。利用AR 法滤波对信号中的多径分量加以抑制，从而削弱了伪峰的幅度，提高了延迟估计的准确性。先从理论上论证了线性预测法可以对多径干扰进行抑制，再用仿真信号和实际信号验证了方法的效果。对于仿真信号，在无噪声干扰的条件下，选择合适阶数的滤波器可以使信号中的多径分量被完全抑制；对于正信噪比的实际信号，其中的多径分量在一定程度上被抑制，从而由多径分量产生的相关峰会被明显削弱，减少了峰值位置的跳变。 关键字：时延估计；多径信道；多径抑制；线性预测法 中图分类：TB566 文献标识码：A 文章编号：1000-3630(2013)-05-0421-05 DOI 编码：10.3969/j.issn1000-3630.2013.05.013 The multipath effect eliminating technique for time delay estimation of cross-correlation method LI Hao , CHEN Li-jun 1 2 (Southeast University , Nanjing 210096, China ) Abstract: Shallow water channel is a multipath channel. For time delay estimation of cross-correlation method, multipath effects usually lead to secondary peaks, of which the magnitude may be larger than the main peak of the correlation function. And, this increases the difficulty of choosing the right peak. In this paper, AR filter is used for eliminating the multipath components and softening the secondary peaks to increase the accuracy of time delay estimation. Theoretical analysis proves that the linear prediction method can eliminate the multipath effect, and then the effect of this method is testified with both simulated and real signals. For simulated signals, the linear prediction method with appropriate orders can completely eliminate the multipath components of the original signals. For real signals with positive SNR, the mul-tipath components can be eliminated to a certain extent, thus the secondary peaks caused by multipath components will be significantly softened and main peak shifting will be reduced. Key words: time delay; multipath channel; multipath effect elimination; linear prediction method 0 引 言 声纳技术是探测海洋水下的一项关键技术。声纳系统分为主动声纳和被动声纳两种。与使用主动声纳相比，操控被动声纳具有较好的隐蔽性。在被动声纳使用中，接收信号常为目标的辐射噪声，不同接收器之间的时延估计可以确定目标的方位、距离，进而确定目标的运动速度和加速度。所以在被动定位中，时延估计是比较重要的参数。 1 多径信道 在射线声学理论中，声线的传播被看作是一束 i 收稿日期: 2012-09-12; 修回日期: 2012-12-24 作者简介: 李灏(1988－), 男, 江苏盐城人, 硕士研究生, 研究方向为水 声信号处理。 通讯作者: 李灏, E-mail: 591899072@https://www.doczj.com/doc/9818629587.html, 无数条垂直于等相位面的射线。每一条与等相位面相垂直的射线称为声线。实际环境中，由于水面和水底的多次反射，信道函数可表示为各个冲击响应之和，每个冲击响应代表了不同路径的时延和衰减。 如图1所示的冲击响应是根据实际湖试水文数 据，通过Bellhop 方法[1] 计算得到的， 接收器与声源之间的距离约为500 m 。 多径信道的信道函数可以表示为 ()()()00011N i i i h t a t a t a δτδττ==?+??<∑， (1) 式中：0τ为直达波的到达时延；i τ为各路多径信号相对于直达波的延时；表示各路信道的衰减。 i a 接收信号模型为 ()()()()001 N i i i x t s t rs t n t τττ==?+??+∑ (2) 式中：()0s t τ?为直达波；为多径分量的幅度； i r ()n t
***************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 通信系统仿训练真课程设计 题目：基于MATLAB的FIR滤波器语音信号去噪 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
摘要 本次课程设计做的是多径时变信道模型的仿真与性能分析，首先需要建立信道模型，通过对输入信号和移动台的有些参数进行调整，使用MATLAB进行仿真，得到时域和频域图，对比分析掌握多径信道的特点；其次，对瑞利衰落的多径信道仿真，分析信道模型的特点；最后，观察单频和数字信号经过多径信道后接收信号的情况。经过多次修改调试，最终完成了设计任务。 关键词：多径时变信道；瑞利衰落；仿真；信道模型
目录 一多径信道的基本原理 (1) 1.1 移动通信 (1) 1.2 多径时变信道 (1) 1.2.1信道模型的分类 (1) 1.2.2时变信道的特点 (1) 1.3瑞利信道衰落 (2) 二实现框图 (3) 2.1多径时变信道性能仿真实现框图 (3) 2.2多径时变信道仿真实现 (4) 三详细设计 (5) 3.1 瑞利信道的特性 (5) 3.2多径时变信道的特性 (8) 3.3单频信号经过时变信道 (11) 3.4数字信号经过多径时变信道 (13) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 致谢 (29)
前言 在无线移动环境下进行高速可靠通信是具有挑战性的,电波通过物理媒体传播并与环境中的物体相互作用,因此,无线电波的传播是个复杂过程。在高频(HF)频段范围内,电磁波经由天波传播时经常发生的问题是信号多径。电磁波的多径传播主要是因为电磁波经电离层的多次折、反射,电离层的高度不同,电离层不均匀性引起漫射现象等引起的。当信号的多径发生在发送信号经由传播路径以不同的延迟到达接收机的时候,一般会引起数字通讯系统中的符号间干扰。而且,由不同传播路径到达的各信号分量会相互削弱,导致信号能量衰减,造成信噪比降低。 移动无线信道是一个充满复杂干扰的信道。由环境中的各种障碍物所引起的信号多径传播是其主要特点之一。另一个特点是多普勒效应。 由于多径效应和移动台运动等影响因素，使得移动信道对传输信号在时间、频率和角度上造成了色散，即时间色散、频率色散、角度色散等等，因此多径信道的特性对通信质量有着重要的影响，而多径信道的包络统计特性则是我们研究的焦点。 根据不同无线环境，接收信号包络一般服从几种典型分布，如瑞利分布、莱斯分布等。在此专门针对服从瑞利分布的多径信道进行模拟仿真，进一步加深对多径信道特性的了解。
发射端出来的信号可以经过直达路径到达接收端，也可以因发射和绕射经由非直达路径到达接收端，这就是多径现象。信号反射的数量取决于信号入射角、载波频率、入射波的极化等因素。因为直达路径和各种非直达反射路径的长度不同，因此经过不同路径的信号分量到达接收端的时间不同。相关的概念见图1。在时间0发射了一个 图1 时延扩展的一个例子 脉冲波；假设存在大量的反射路径，因此一公里之外的一个接收器能够侦测到一系列的脉冲，或者叫时延扩展（delay spread）。 如果和一个符号（symbol）周期相比，多径时间差Δt是一个比较大的量，就会发生符号间干扰（ISI，intersymbol interference）。换句话说，如果前后两个符号的发送间隔时间是T，前一个符号晚到的时间超过T，或者后一个符号早到的时间超过T，则一个符号就会腐蚀另一个符号，使其失真。如果路径差异和时延扩展固定，则数据速
率越高，受ISI的影响越大；如果数据速率固定，则路径差异越大（即时延扩展越大），ISI就越可能发生。 例1：根据图1的相关时延扩展数据，计算一个270.83Kbps的移动通信系统是否受ISI的影响？ R b = 270.83 Kbps T b ===3.69μ sec 而由图1得知，路径差异是4μ sec，大于T b，因此如果不采用任何均衡（equalization）措施，将产生严重的ISI。 例2：根据图1的相关时延扩展数据，计算一个1.2288Mbps的移动通信系统（比如IS-95 CDMA）是否受ISI的影响？ R b = 1.2288 Mbps T b ===0.81μ sec 而由图1得知，路径差异是4μ sec，远大于T b，因此正常情况下ISI 是会产生的。然而，IS-95 CDMA系统用了一种巧妙的时间分集技术来恢复初始信号——系统用rake接收机来锁定不同多径信号分量。一旦参考时间确定，不同的多径信号分量也能够被分别确定，就像声音的不同回声。随后，系统对这些被分开确定的信号分量的相位进行相应的调整，并累加成一个最终的信号。不过，IS-95 CDMA系统不能区别，或者处理，时间差小于1μ sec的多径分量。在密集城区，比如北上广，基站的密度非常大，每个基站的发射功率比较低，多径信号分量的时间间隔往往小于1μ sec，且功率很小，在这种情况下，IS-95