基于FPGA的隨機(jī)衰落及硬件實時統(tǒng)計實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-01-31 18:35
針對傳統(tǒng)信道模型僅對多徑衰落進(jìn)行統(tǒng)計建模的問題,建立了路徑損耗、陰影衰落、萊斯(Rice)衰落和瑞利(Rayleigh)衰落等多種信道衰落模型,提出并實現(xiàn)了一種基于現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的無線信道衰落實時模擬方法,該方法可精確復(fù)現(xiàn)瑞利、萊斯和陰影衰落等隨機(jī)衰落。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計實現(xiàn)了一種硬件實時統(tǒng)計隨機(jī)信號幅值分布的輔助方法。硬件實測結(jié)果表明,基于本文方法輸出的信道衰落幅值分布、硬件實時統(tǒng)計結(jié)果均與理論分布吻合,有效驗證了本文信道衰落模擬和硬件實時統(tǒng)計方法的有效性。因此,該方法可用于輔助模擬真實傳播環(huán)境對無線信號的隨機(jī)衰落影響。
【文章來源】:航空兵器. 2020,27(02)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
硬件實現(xiàn)平臺
本文信道衰落模擬及幅值統(tǒng)計實現(xiàn)方案如圖2所示。 首先從隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory, RAM)中讀取信道參數(shù)分別產(chǎn)生萊斯/瑞利衰落、 陰影衰落和路徑損耗, 通過撥碼開關(guān)可選擇任一隨機(jī)衰落。 射頻端接收輸入信號后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號, 通過所選衰落信道, 最后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換為模擬信號后由射頻模塊輸出。 經(jīng)過信道衰落后的信號可通過在線調(diào)試軟件實時觀測幅值分布情況。1.3 衰落理論分布
陰影衰落硬件實現(xiàn)如圖3所示。 從RAM讀取n個相位和頻率值之后, 通過n個累加和相加運算, 將運算結(jié)果輸入正弦查找表, 正弦查找表輸出n個結(jié)果并進(jìn)行疊加; 從 RAM讀取陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)偏差和均值, 分別與輸出疊加結(jié)果相乘和相加后可輸出陰影衰落。無線信號在傳播過程中由于障礙物的反射、 散射及繞射, 到達(dá)接收機(jī)天線的信號由許多路徑疊加而成[12]。 當(dāng)存在視距路徑時, 如郊區(qū)或農(nóng)村環(huán)境, 一般可用萊斯衰落信道模型來描述小尺度衰落[13]。 萊斯衰落可表示為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]射頻仿真系統(tǒng)中三元組合成信號幅度特性研究[J]. 陸戈輝,李華,潘明海. 航空兵器. 2018(05)
[2]高性能信道模擬器設(shè)計與應(yīng)用淺析[J]. 邵暉. 國外電子測量技術(shù). 2017(03)
[3]復(fù)合衰落信道建模及模擬方法研究[J]. 朱秋明,戴秀超,劉星麟,陳小敏,周生奎. 信號處理. 2015(01)
[4]基于FPGA的航空數(shù)據(jù)鏈信道模擬器[J]. 周生奎,朱秋明,呂衛(wèi)華,徐大專. 航空兵器. 2014(01)
[5]高效的多徑衰落信道系系及其硬件實現(xiàn)[J]. 陸許明,戴建強(qiáng),譚洪舟. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2014(01)
[6]基于軟件無線電的無線信道仿真儀設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 費丹,熊磊,吳建強(qiáng). 儀器儀表學(xué)報. 2013(S1)
[7]基于虛擬儀器的深空信道仿真器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 任海玉,高翔,閆毅,姚秀娟,李秀冰. 電子測量技術(shù). 2010(03)
本文編號:3011382
【文章來源】:航空兵器. 2020,27(02)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
硬件實現(xiàn)平臺
本文信道衰落模擬及幅值統(tǒng)計實現(xiàn)方案如圖2所示。 首先從隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory, RAM)中讀取信道參數(shù)分別產(chǎn)生萊斯/瑞利衰落、 陰影衰落和路徑損耗, 通過撥碼開關(guān)可選擇任一隨機(jī)衰落。 射頻端接收輸入信號后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號, 通過所選衰落信道, 最后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換為模擬信號后由射頻模塊輸出。 經(jīng)過信道衰落后的信號可通過在線調(diào)試軟件實時觀測幅值分布情況。1.3 衰落理論分布
陰影衰落硬件實現(xiàn)如圖3所示。 從RAM讀取n個相位和頻率值之后, 通過n個累加和相加運算, 將運算結(jié)果輸入正弦查找表, 正弦查找表輸出n個結(jié)果并進(jìn)行疊加; 從 RAM讀取陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)偏差和均值, 分別與輸出疊加結(jié)果相乘和相加后可輸出陰影衰落。無線信號在傳播過程中由于障礙物的反射、 散射及繞射, 到達(dá)接收機(jī)天線的信號由許多路徑疊加而成[12]。 當(dāng)存在視距路徑時, 如郊區(qū)或農(nóng)村環(huán)境, 一般可用萊斯衰落信道模型來描述小尺度衰落[13]。 萊斯衰落可表示為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]射頻仿真系統(tǒng)中三元組合成信號幅度特性研究[J]. 陸戈輝,李華,潘明海. 航空兵器. 2018(05)
[2]高性能信道模擬器設(shè)計與應(yīng)用淺析[J]. 邵暉. 國外電子測量技術(shù). 2017(03)
[3]復(fù)合衰落信道建模及模擬方法研究[J]. 朱秋明,戴秀超,劉星麟,陳小敏,周生奎. 信號處理. 2015(01)
[4]基于FPGA的航空數(shù)據(jù)鏈信道模擬器[J]. 周生奎,朱秋明,呂衛(wèi)華,徐大專. 航空兵器. 2014(01)
[5]高效的多徑衰落信道系系及其硬件實現(xiàn)[J]. 陸許明,戴建強(qiáng),譚洪舟. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2014(01)
[6]基于軟件無線電的無線信道仿真儀設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 費丹,熊磊,吳建強(qiáng). 儀器儀表學(xué)報. 2013(S1)
[7]基于虛擬儀器的深空信道仿真器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 任海玉,高翔,閆毅,姚秀娟,李秀冰. 電子測量技術(shù). 2010(03)
本文編號:3011382
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