无线衰落信道模拟器的设计

论文摘要

无线衰落信道模拟器在通信系统的设计、验证和性能评估等方面具有极其重要的作用,其设计基础是信道建模。著名的Clarke参考模型其及简化形式—Jakes仿真模型在瑞利衰落信道的仿真与模拟器设计中得到了广泛的应用。本文首先介绍了小尺度衰落信道模型的主要特点和统计特性,然后讨论基于正弦波叠加法的瑞利衰落信道建模和仿真技术,阐述Clarke参考模型和Jakes仿真模型的原理,并分析Jakes仿真模型存在缺陷的原因；从而引入一种具有良好模拟性能的改进Jakes仿真模型,并在其基础上提出离散化的定点数模型设计,通过定点仿真过程验证了定点数模型的合理性与有效性；最后,以定点数模型为基础提出一种以FPGA为实现平台的无线衰落信道模拟器设计方案。时序仿真和统计性能仿真表明,该模拟器设计能较好地模拟瑞利衰落信道的特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 无线衰落信道的基本特征
• 1.1.1 衰落
• 1.1.2 多径效应
• 1.1.3 多普勒效应
• 1.2 无线信道模型的研究背景
• 1.2.1 小尺度衰落信道的分类
• 1.2.2 平坦衰落信道模型
• 1.2.3 Clarke信道模型的研究
• 1.3 无线信道模拟器的应用价值
• 1.4 本文内容安排
• 第2章 小尺度衰落信道
• 2.1 小尺度衰落信道的主要特点
• 2.1.1 多径衰落
• 2.1.2 多普勒频移
• 2.2 衰落信道的频率选择特性
• 2.2.1 时延扩展
• 2.2.2 相关带宽
• 2.2.3 信道类型的划分
• 2.3 平坦衰落信道包络统计特性
• 2.3.1 瑞利分布
• 2.3.2 莱斯分布
• 第3章 衰落信道建模与仿真
• 3.1 瑞利衰落信道的理论模型
• 3.1.1 Clarke参考模型
• 3.1.2 多普勒功率谱
• 3.1.3 参考模型统计特性
• 3.2 基于正弦波叠加法的仿真模型
• 3.2.1 正弦波叠加法基本原理
• 3.2.2 Jakes仿真模型
• 3.2.3 两种改进的Jakes仿真模型
• 3.2.4 改进模型3
• 3.3 改进模型3的定点仿真
• 3.3.1 定点仿真技术
• 3.3.2 改进模型3的定点化
• 3.3.3 定点仿真实验
• 第4章 模拟器的FPGA设计
• 4.1 瑞利衰落信道模拟器的FPGA设计
• 4.1.1 总体硬件结构设计
• 4.1.2 基于Verilog的模块化设计
• 4.1.3 采用CORDIC算法的流水线式NCO
• 4.2 仿真实验
• 4.2.1 FPGA设计仿真
• 4.2.2 统计性能仿真
• 4.3 设计方法总结
• 第5章 结束语
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间完成论文情况