宽带短波信道仿真器软件仿真与分析

Realization Method of ITS HF Channel Model on SDR Platform Based on SCA Standard 作者： 韩宇 宋腾辉 窦峥
作者机构： 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨150001
出版物刊名： 黑龙江科学
页码： 82-84页
年卷期： 2012年 第5期
主题词： 信道模拟器 ITS模型 TDL Spectra Cx 多径延时
摘要：在短波移动通信设备研制过程中，信道模拟器可以缩短研制周期，节省研发费用，起着不可替代的作用。

从理论上分析了多径效应对无线信道的影响和典型时变多径衰落信道的理论模型。

研究了基于ITS模型的短波信道模拟器抽头延迟结构，在此基础上建立了抽头延迟线（TDL）的仿真模型，并且借助SCASDR的开发工具软件SpectraCx，在软件无线电平台上对该模型进行了实现。

测试结果与仿真波形比较可得出，在基于SCA2．2规范的SDR平台上可以实现两路输出，延迟为1．3ms的多径延时效应的模拟。

基于Ｋａ波段信道编码的建模与仿真作者：顾海龙陈树新王兴亮来源：《现代电子技术》2008年第17期摘要：阐述了仿真技术的内涵，介绍了通信仿真的一般步骤。

结合Ka波段信道编码的建模与仿真实例，基于蒙特卡洛仿真技术，使用Simulink搭建其仿真模型并进行仿真，在此基础上给出一个完整的通信系统的仿真模型，通过系统的仿真与分析可以看出Simulink在系统建模和仿真中的巨大优势。

最后根据仿真结果分析系统性能，验证了模型的正确性。

关键词：系统仿真；通信仿真；蒙特卡洛仿真；Simulink中图分类号：TN911.22 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1705104Modeling and Simulation of Channel Coding Based on Ka-BandGU Hailong，CHEN Shuxin，WANG Xingliang(Telecommunication Engineering Institute,Air Force Engineering University,Xi′an,710077,China)Abstract：This paper expatiates the connotation of simulation technique and gives an introduction to the ecumenical steps of communication simulation.The example of modeling and simulation of channel coding based on Ka-band in Simulink is given,which utilizes the Monte Carlo simulation technique.Through that,an integrated simulation model of communication system is given and the large advantage of Simulink in system modeling and simulation has been brought forth.In the final of the paper,the correctness of the model is validated by analyzing the simulation results.Keywords：system simulation；communication simulation；Monte Carlo simulation；Simulink1 引言近年来，在系统科学、控制理论、信息处理技术以及计算机技术的发展推动下，仿真科学在理论研究、工程应用、仿真工程和工具开发环境等许多方面取得了令人瞩目的成就，并已经逐渐发展为一门综合性学科。

分析无线电台通信网络建模仿真技术作者：林郴来源：《中国科技纵横》2014年第02期【摘要】无线电台通信技术虽然是传统的通信方式，但其依然是当今时代发展的一种必需通信手段。

因此，为了能实现更好的无线电台通信效果，就必须在通信网络结构特征研究的前提下，利用OPNET网络仿真技术建立通信网络模型。

本文首先分析模型的工作流程、数据包格式及各节点功能，并对模型进行相应的仿真验证及分析实验数据，以建立符合无线电台通信网络模型的设计要求。

【关键词】无线电台仿真技术网络建模随着科学技术的不断进步及无线通信技术的不断发展，无线通信网络在社会领域中的应用越来越广泛。

作为一种传统的通信方式，无线电台通信技术依然是当前社会中的通信方式之一，被广泛应用于电力、民航、铁路及应急通信系统等方面。

目前，随着OPNET网络仿真技术的广泛应用，该技术采用灵活分层建模的方法与模拟技术及离散事件驱动的模拟机制对通信系统的性能进行分析，使仿真计算的效率得到极大的提升，能有效支持简单区域网到卫星网等通信系统的仿真。

而且，OPNET技术还能向不同研究阶段提供模拟设计、数据收集及仿真分析等工具，使其成为一种的功能较为强大的网络仿真开发与应用平台。

1 通信网络的结构通信网络主要是由节点与连接节点传输的链路进行结合而成的，是一种能实现同时两个及两个以上规定点之间信息传输的通信体系。

通信网络主要组成部分主要包括终端设备、传输链路、交换设备与通信协议。

其功能就是要满足网络用户呼叫的需求，从而实现传输网络中两个或两个以上用户信息的传输。

在实际的通信网络运行中，其就是各种信息由终端设备出发，并经过一定的处理与传输到目的设备的过程。

因此，也可以说通信网络就是对和通信有关的信息进行处理与传输的处理系统。

2 无线电台通信的网络建模（1）模型的工作流程：由于无线电台通信的呼叫都是由主叫方开始，因此需要先对信道的状态进行检测，若其他电台在通信中必须呼叫自动回避，而当检测到信道闲置时，可直接发出呼叫请求，直到各自均发出呼叫结束的信号；若主叫方在一定的时间内与次数内无法接到呼叫结束信号，而该次呼叫则视为自动结束。

基于FPGA的高斯白噪声生成王林;芮国胜;田文飚【摘要】高斯白噪声生成用于宽带短波信道模拟器系统,利用m序列发生器及查表法实现,采用现场可编程门阵列(FPGA)实现噪声生成器的设计,整个噪声生成器由VHDL语言编写,便于修改升级.仿真结果表明,基于FPGA设计实现的高斯白噪声生成器能够满足宽带短波信道模拟器性能指标要求,并且具有灵活性、通用性、修改参数方便等特点,具有很好的实用价值.%The Gaussian white noise generating was applied to wideband HF channel simulator, which adopts m sequence generator and look-up table.The noise generator designed by FPGA technology and programmed by VHDL can be easily upgrade.The simulation results indicate that the Gaussian white noise generator based on FPGA can satisfy the performance request of wideband HF channel simulator, and has characteristics of agility, universality and conveniences.It has a good practical value.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)003【总页数】3页(P104-106)【关键词】信道模拟器;高斯分布;现场可编程逻辑器件;m序列【作者】王林;芮国胜;田文飚【作者单位】海军航空工程学院研究生管理大队,山东烟台264001;海军航空工程学院信号与信息处理山东省重点实验室,山东烟台,264001;海军航空工程学院研究生管理大队,山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TN911-340 引言短波信道是时变色散信道[1]，在短波通信装备测试中，需要在各种地域反复测量，必然消耗大量人力、物力和财力，而通过短波信道模拟器可以解决在真实地域通信试验中遇到的上述问题。

短波在应急通信中的挑战与应对策略摘要：随着我国对外援助事业的扩大以及本土位于自然灾害多发地带的情况，短波通信这一通信方式的研究机构越来越多，但是受以往条件和环境的作用，我国的短波应急通信手段相比依然有着技术的差距，所以，本文针对短波在应急通信中面临的问题展开讨论，并提出了相应的技术解决思路。

希望通过本文的论述能为短波通信在应急通信中的应用提供一定的帮助。

关键词：短波通信网；应急；通信Challenges and Countermeasures of Short Wavein Emergency CommunicationLIN youzhi(Hainan Radio Wave Observation Station, No.22 Institute of China Electronics Technology Group Corporation,Hainan 570000,China)Abstract：With the expansion of China's foreign aid and the fact that China is located in natural disaster-prone areas, there are more and more research institutions of short-wave communication. However, due to the previous conditions and environment, there is still a technical gap between short-wave emergency communication means in China. Therefore, this paper discusses the problems faced by short-wave emergency communication and puts forward corresponding technical solutions. It is hoped that the discussion in this paper can provide some help for the application of short-wave communication in emergency communication.Key words: shortwave communication network; emergency; communication1 短波通信的特点短波是指频率为3-30MHz、波长为100-10m的无线电波，该频段是是国际电信联盟为无线电通信和雷达等业务定义的一个频段[1]。

军用第三代短波通信数据链路层协议的研究分析本文首先概述了短波通信的含义与特点，探讨军用第三代短波通信数据链LINK.11的组成及其工作原理，设计军用第三代短波通信数据链路层协议，并取得了很好的设计效果。

短波通信的含义与特点1 短波通信的含义短波通信指的是利用频率为3MHz-30MHz、波长为100m-10m的电磁波进行通信。

2 短波通信的特点短波通信是我军重要通讯手段之一，短波天线阵地大、架设难，平时尚可满足通信保障需求，战时却存在易受打击、维修不便等诸多隐患。

军用第三代短波通信数据链LINK.11的组成及其工作原理1 LINK.11的组成LINK.11是计算机无线网络系统中的数据传输链路，从很大程度上避免了诸如用电负荷变化、数据传输稳定性等问题的影响。

在LINK.11数据链端机中，主要由数据终端设备、加密设备、战术数据系统和无线收发设备组成。

2 LINK.11的工作原理（1）汉明奇偶校验编码汉明码是一个错误校验码码集，由Bell实验室的R.W.Hamming发明，因此定名为汉明码。

一般来说，如果数据中包含有奇数个1的话，则将奇偶位设定为1；反之，如果数据中有偶数个1的话，则将奇偶位设定为0。

换句话说，原始数据和奇偶位组成的新数据中，将总共包含偶数个1。

（2）音频调制传统的短波电台只提供话音通信功能，随着信息时代的到来，军事和民用通信对数据传输的需求不断增长。

短波调制解调器和短波通信电台组成的数字通信系统可以满足人们对短波数据通信的需求。

本文采用的音频调制相关参数分别为：信号带宽：3KHz，12KHz数据速率：3KHz带宽：75bps-9.6Kbps12KHz带宽：75bps-38.4Kbps。

工作方式：全双工。

供电方式：直流5V-24V功耗：≤5W。

同步方式：突发同步，同步概率大于99%。

调制方式：PSK/4QAM/8PSK/16QAM/32QAM/64QAM。

人机接口：键盘、LED、局域网（RJ45）、USB、RS232串口。

基于短波信道模型的天波雷达回波模拟方法代林;曾芳玲【摘要】针对目前采用传统的视距雷达回波模拟方法模拟天波雷达的回波时,不能准确描述电波通过电离层传播后在信号的相位上叠加的准随机扰动的问题,提出了一种采用发展较为成熟的短波宽带信道模型——ITS模型来模拟雷达回波的方法.该方法首先根据信道实测参数结合雷达回波的要求,将功率延迟函数近似为一定值,确定相位函数对应一确定性函数,随机调制函数则采用滤波法产生的一组复随机序列代替；然后将电波在空中传播的过程拆分为两个阶段,并分别运用ITS模型计算相应的传播信号,从而最终得到天波雷达的回波信号.仿真表明:采用该方法模拟的回波信号符合要求,并能够较准确地模拟由电离层影响导致的天波雷达回波信号的确定性相移和准随机相位扰动.%The traditional methods of simulating sky-wave over the horizon radar's (SOTHR) echo can not accurately describe the quasi-random perturbation that superimposed on the signal phase after the wave propagating through the ionosphere. Based on the ITS wideband high frequency (WBHF) channel model,an echo simulation of SOTHR was presented in this paper. According to the measured channel parameters combining with radar echo request,the power delay function was approximated for a certain value,the phase function was corresponded to a deterministic function and the random modulation function was replaced by a complex random sequence generated by filter. Then the process of wave propagation was split into two stages which were both calculated with ITS model to obtain the radar echo signal ultimately. Simulation results showed that echo signal simulated by the method was inaccordance with the requirements,and could simulate precisely the deterministic phase shift and quasi-random phase perturbation of the sky-wave radar echo which caused by the ionosphere influences.【期刊名称】《探测与控制学报》【年(卷),期】2012(034)001【总页数】5页(P41-45)【关键词】天波超视距雷达;ITS模型;回波模拟【作者】代林;曾芳玲【作者单位】解放军电子工程学院,安徽合肥230037;解放军电子工程学院,安徽合肥230037【正文语种】中文【中图分类】TN9580 引言电离层是一种随机、色散、不均匀和各向异性的传播媒质，会给利用电离层返回散射机理探测视距外目标的天波超视距雷达（SOTHR）造成巨大影响。

QPSK通信系统性能分析及MATLAB仿真评语: 成稣淮海工学院课程设计报告书题目：QPSK通信系统性能分析及MATLAB仿真学院：电子工程学院学期：2013-2014-2专业班级：姓名：学号：课程名称：通信系统的计算机仿真设计签名:日期:QPSK通信系统性能分析及MATLAB仿莫1绪论1.1研究背景及研究意义数字信号传输系统分为基带传输系统和频带传输系统，频带传输系统也叫数字调制系统，该系统对基带信号进行调制,使其频谱搬移到适合在信道(一般为带通信道)上传输的频带上。

数字调制和模拟调制一样都是正弦波调制，即被调制信号都为髙频正弦波。

数字调制信号又称为键控信号,数字调制过程中处理的是数字信号，而载波有振幅、频率和相位3个变量，且二进制的信号只有髙低电平两个逻辑量即1和0,所以调制的过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制，最基本的方法有3种:正交幅度调制(QAM)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK) o根据所处理的基带信号的进制不同分为二进制和多进制调制(M进制)。

本实验采用QPSKoQPSK 是英文Quadrature Phase Shift Keying 的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。

在19世纪80年代初期人们选用恒定包络数字调制。

这类数字调制技术的优点是已调信号具有相对窄的功率谱和对放大设备没有线性要求不足之处是其频谱利用率低于线性调制技术。

19世纪80年代中期以后四相绝对移相键控(QPSK)技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统之中。

1.2课程设计的目的和任务目的在于使学生在课程设计过程中能够理论联系实际，在实践中充分利用所学理论知识分析和研究设计过程中出现的各类技术问题，巩固和扩大所学知识面，为以后走向工作岗位进行设计打下一定的基础。

课程设计的任务是：(1)掌握一般通信系统设计的过程，步骤，要求，工作内容及设计方法，掌握用计算机仿真通信系统的方法。

构系统最早是由美国的Joe Mitola 在1992年5月提出的。

它的基本思想是使宽带A/D 转换尽可能靠近射频天线。

这意味着尽快将接收到的模拟信号数字化，并通过软件充分实现无线电台的各种功能。

软件无线电可以运行不同的算法来实时配置信号波形，因此它可以提供各种无线通信服务，例如语音编码，信道调制，载波频率，加密算法等。

一个软件无线电站不仅可以与其他现有的无线电站进行通信，而且还可以充当两个不同无线电系统之间的“无线电网关”，从而使两个无线电系统可以相互通信。

结构如图1所示。

图1 软件无线电结构框图2 软件无线电技术特点与常规无线系统相比，软件无线系统的结构有很大不同。

在传统的模拟无线电系统的情况下，射频部分，滤波等均采用模拟方法，并且特定频带和特定调制方法的通信系统对应于特殊的硬件结构。

随后开发的数字无线系统在低频部分使用数字电路，例如用于本地振荡器的数字频率合成器，源编码解码器和调制和解调由专用芯片完成，而射频部分和中频部分仍然是模拟的，它不能和模拟电路分开。

软件无线电系统的A/D 和D/A 转换从中频开始，并尽可能靠近RF 端，从RF 端开始，对整个系统频带进行采样，甚至进行数字处理直至射频。

也就是说，除了射频滤波以外，低噪声放大和功率的能相对独立，从而可以基于相对通用的硬件平台通过软件来实现不同的通信功能，以及工作频率和系统频率可以调整的频宽，调制模式，源代码等均受到编程和控制，系统的灵活性大大提高，这是软件无线电的突出特点。

通过预先分析传输信道和相邻信道的干扰特性，不仅可以传输信号，而且可以检测和确定最佳传输路径。

选择并确定最适合信道传输的调制和编码方法。

它确定宽带天线的位置，以便使传输波束获得最佳方向，并且可以自动调整适当的传输功率，以避免不必要的功率损耗。

它还可以分析在传输信道和相邻信道上接收到的信号的分布特性，自动调整接收天线的方向，并识别接收到的信号的调制模式和编码模式。

通过在硬件平台上安装其他软件，软件无线电可以完成各种功能，因此可以通过软件升级来实现系统功能，而无需更改硬件设备。

1引言随着信息的飞速发展，在当今社会，通信已经成为整个社会的高级“神经中枢”。

通信技术也变得越来越重要，以致其在社会的生产和生活中起着越来与重要的作用。

同时，培养新世纪的技术人才也显得格外重要。

通信原理理论课程的学习使我们对通信系统有了初步的了解。

实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。

以基本的点对点通信为例，通信系统的组成，如图1-1 所示。

图1-1 通信系统的组成通信系统是由信源、发送设备、信道、接收设备、信宿组成。

一般发送端要有调制器，接收端要有解调器，这就用到了调制与解调技术。

调制可分为模拟调制和数字调制。

模拟调制常用的方法有AM调制、DSB调制、SSB调制；数字调制常用的方法有2ASK调制、2FSK调制、2PSK调制及2DPSK调制等。

经过调制不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响。

调制方式往往决定着一个通信系统的性能。

本次课程设计主要对常见的模拟和数字调制解调、抽样定理、增量调制系统和数字基带传输系统进行设计与仿真分析。

通过Systemview仿真软件，可以实现这些通信系统的设计与仿真，并进一步对其进行性能分析，巩固通信原理所学过的知识。

随着通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂。

因此，在通信系统的设计研发过程中，通信系统的软件仿真已成为必不可少的一部分。

为了使复杂的设计过程更加便捷高效，使得分析与设计所需的时间和费用降低，美国Elanix公司推出了基于PC机Windows平台的SystemView动态系统仿真软件。

这款软件很好的解决了通信系统设计过程的效率较低的问题。

为了更好的掌握SystemView动态仿真软件，加深对理论知识的理解，学校专门安排了一周的通信原理课程设计，目的在于：1.学习SystemView仿真软件的基本使用方法；2.利用SystemView建立简单调制解调系统的仿真模型；3.利用计算机对系统进行分析，能够更直观的了解其系统的工作流程；4.通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。

一种宽带短波环形天线的设计Design of a Broadband HF LoopAntenna目录中文摘要、关键词 (Ⅰ)英文摘要、关键词 (Ⅱ)引言 (1)第一章课题研究的背景及意义 (2)1.1 宽带短波环形天线的研究背景 (2)1.2 课题研究的意义 (2)1.2.1 短波通信 (2)1.2.2 短波天线 (4)1.2.3 车载宽带短波NVIS半环鞭天线的意义 (5)第二章环形天线的宽带化和集总加载技术 (7)2.1 环形天线 (7)2.1.1天线的电性能指标 (7)2.1.2环形天线的概念 (9)2.2 宽带天线的概念及实现 (9)2.2.1 天线的工作带宽及限制带宽的主要因素 (9)2.2.2 实现线天线宽带化的主要方法 (10)2.3 集总加载对小环天线性能的影响 (11)第三章宽带短波环形天线的优化设计方法 (15)3.1宽带短波NVIS半环鞭天线的设计 (15)3.1.1 天线模型 (15)3.1.2宽带短波NVIS半环鞭天线的原理 (16)3.1.3 宽带短波NVIS半环鞭天线设计方案 (16)3.1.4天调系统 (18)3.2 矩量法 (18)3.2.1矩量法基本原理 (19)3.2.2 矩量法方程的求解 (21)3.3遗传算法在线天线优化设计中的应用 (22)3.3.1遗传算法原理 (22)3.3.2遗传算法在天线加载问题中的应用 (23)3.4 宽带短波NVIS半环鞭天线的设计结果及分析 (25)第四章基于CST的宽带短波NVIS半环鞭天线优化设计 (27)4.1宽带短波NVIS半环鞭天线的CST优化设计 (27)4.1.1 CST概述 (27)4.1.2 使用CST优化天线性能参数的主要过程 (28)4.2 短波环天线主要性能参数的CST仿真及结果分析 (29)4.2.1天线输入阻抗的CST仿真及结果分析 (29)4.2.2天线方向图的CST仿真及结果分析 (33)4.3结果分析及改进方案 (41)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录 (46)一种宽带短波环形天线的设计摘要：在现代通信技术中，天线的宽带化和小型化是天线研究中的一个重要课题。