高空平台站空地链路信道建模与QualNet仿真

高空平台站通信是实现中继通信的重要手段,其受大气效应及多径效应制约严重,但网络仿真器中缺少针对高空平台通信系统的准确信道模型,无法进行有效的仿真分析。为此,从分析ITU-R模型与Ricean模型出发,在此基础上改进QualNet仿真器内置的信道模型,使之基本实现对真实空地链路信道的近似模拟,将该信道模型应用于网络仿真中,并分析信道特性对空地链路性能的影响。最后,搭建了基于QualNet的半实物仿真平台,进一步增强了空地链路仿真的准确性和合理性。该信道模型及仿真平台对高空平台站通信系统的参数设计、性能分析具有重要意义。     

基于QualNet的无人机数据链时延仿真

概述了无人机数据链的网络组成,介绍了通信网络仿真 软件QualNet的功能特点及其架构,并在该软件平台下建立无人机数据链时延仿真模型,分 析远近程无人机在不同MAC信道接入协议下的平均端到端时延和平均抖动。仿真结果表明, 设计无人机数据链时可优先采用TDMA接入协议。     

低空无线信道建模及其均衡技术研究进展

在介绍航空信道建模基础上 ,借鉴地面移动信道研究成果,分析了描述低空无线信道特性的常用参数,对不同场景下低 空信道的多径时延、多普勒频移等传输特性作了详细介绍,给出了低空信道建模的一般模型 。介绍了低空无线信道常用的LMS、RLS、CMA 三种信道均衡算法。最后,对低空无线信道建模研究以及适合低空信道的均衡算法进行展望 , 指出在改进现有均衡算法、编码和均衡相结合、最大多普勒估计和自适应均衡相结合等方 面是值得关注的研究内容。     

无人机地空信道模型仿真与特性分析

针对当前无人机地空信道模型存在的局限性，根据实际测量结果，对现有模型进行改进和仿真验证，并对其时变特性和稀疏特性进行了分析。首先，分析了多径的间歇性和瞬时多普勒频移特性。其次，从微观时间尺度上，得到多径的时延和增益仿真数据。最后，对宽带通信系统下的离散信道冲激响应进行了定量分析，即在连续几个符号周期内，抽头增益近似线性变化，并且在时域上具有明显的稀疏特性。研究成果为无实测数据下的无人机地空通信系统提供了验证模型，为线性时变信道稀疏重构方法的应用提供了依据。     

一种低复杂度信道模拟器的设计

针对TD-LTE射频一致性测试系统专项的需求及通用信道模拟器设计周期长、复杂度高的现状,研究了影响无线信道特性的路径损耗、阴影衰落、多径多普勒效应和高斯白噪声等因素,并相应提出了一种新的计算正余弦函数方法和高斯白噪声产生方法。通过信道理论建模、Matlab链路搭建进行模型优化分析以及基于Xilinx公司Virtex-6芯片的模型FPGA实现,得到了一种简单有效的信道模拟器。实验表明,用TD-LTE基带信号作为激励,该信道冲激响应与Matlab理论值误差在2‰之内,且模型不涉及SCM、WINNER等模型天线方向图、多链路等高复杂度模块,说明该信道模拟器具有简便性和可靠性。     

一种海洋蒸发波导通信带限信道建模方法

针对海洋蒸发波导中多径信号场强计算和时延估计问题,提出了一种通信带限信道建模方法。给出了一种分段的射线追踪算法,提出了多径到达信号分离和场强计算的方法,考虑了电波空间扩散、粗糙海面反射和接收球;研究了时延估计规律、系统设计和使用策略。数值试验验证了建立的带限冲激响应建模方法的可行性,为海洋蒸发波导通信的链路预算和性能分析提供了有效的途径,通过控制信号频率、带宽和能量正余量可达到预期系统性能。     

无人机一站多机数据链技术

面向多无人机协同作战应用需求,在分析国内外一站多机技术体制的基础上,提出了一种基于数字多波束天线的一站多机数据链系统。系统中地面站作为地基无线路由器,单个波束构成的链路可以装载不同的波形及协议,实现多无人机协同工作,显著提高无人机的使用效能。分析了一站多机数据链系统军事需求并给出了系统的设备组成,重点从测控通信链路的角度分析了数字多波束天线、动态随机接入、链路动态重构、多无人机协同实时任务规划、网络协议体系等关键技术。相关内容可供无人机一站多机数据链系统顶层设计参考。     

一种新颖的无人机编队拓扑形成与信道接入机制

针对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）高精度相对定位的无人机编队飞行应用中的信息交互与通信时延问题，首先优化设计了编队飞行网络拓扑，实现所有成员的信息交互且通信代价最小；其次，基于优化设计的网络，提出一种新的通信信道接入机制；最后对16机编队飞行场景进行了仿真分析，评估通信网络及相对定位性能。结果表明，编队成员端到端通信时延小于20 ms，且当通信与载波相位差分处理的总时延小于相对位置感知时间间隔时，相对位置感知精度可达到亚分米级，且感知误差与时延和载体运动状态相关。     

基于Kronecker法的MIMO信道模拟及硬件实现

针对多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）无线通信系统,在基于Kronecker 的MIMO信道模型中综合考虑了路径损耗、阴影衰落和多径衰落等因素,实现了基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的MIMO信道模拟器,并分析了硬件设计方案以及MIMO信道模拟的实现方法。实测结果表明,设计的MIMO信道模拟器可以模拟瑞利衰落、莱斯衰落以及阴影衰落等常见的信道衰落类型,能够应用于3GPP、COST-207等标准信道模型的复现。该模拟器可作为无线通信系统研究的测试设备,辅助通信系统研究的算法验证、方案优化以及性能分析。     

一种改进的非相关多径瑞利衰落信道模型

针对非相关多径瑞利衰落信道,提出了一种改进的基于莱斯正弦和的仿真模型。在原始精确多普勒扩展方法的基础上,对多普勒频率引入了新的旋转角定义,实现了各多径信道的非相关性。理论与仿真分析表明,该方法的自相关和互相关特性与参考模型相比具有极好的吻合性,并且在相同实现条件下,与其他改进型精确多普勒方法相比精度上也有了20%的提高,证实新模型能更准确地描述非相关多径瑞利衰落信道。