海上無線信道多徑測量與數(shù)據(jù)分析算法研究
發(fā)布時間:2022-12-05 02:32
近年來,隨著海事活動日益增多,在相關(guān)海域建立安全、可靠的無線通信網(wǎng)絡(luò)是必不可少的。在信道測量的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)海上無線信道狀態(tài)的最優(yōu)估計,對于提升海上無線通信服務(wù)質(zhì)量和保障船舶航行安全有著重要意義。本課題以擴頻相關(guān)檢測方法為基礎(chǔ)設(shè)計了一套海上無線信道的多徑測量系統(tǒng),并提出了基于Dempster-Shafer(D-S)證據(jù)理論的多徑識別算法。根據(jù)海上無線信道多徑測量的需求,本課題通過分析比較典型的海上無線信道測量方法的優(yōu)缺點,確立了基于線性頻率調(diào)制(Chirp)波形的多徑測量方案。重點分析了基于信道沖激響應(yīng)(Channel Impulse Response,CIR)和基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(Fractional Fourier Transform,FRFT)的多徑檢測算法。通過仿真分析,驗證了兩種算法的有效性。在綜合考慮多徑識別精度與時間復(fù)雜度的基礎(chǔ)上,確定了數(shù)據(jù)的分析處理算法。通過分析了信號帶寬、采樣頻率、采樣時長和相位差等因素對多徑檢測算法精度的影響,為測量系統(tǒng)中相應(yīng)參數(shù)的設(shè)定提供了理論基礎(chǔ)。本文依據(jù)理論研究的成果,提出了一種適用于海上無線通信的信道測量系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)合海上信號的傳輸特點及...
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 論文結(jié)構(gòu)安排
2 海上無線信道多徑傳播機理及測量方法研究
2.1 電磁波的傳輸機制
2.2 海上無線信道傳播特性
2.2.1 衰落特性
2.2.2 多徑效應(yīng)
2.3 無線信道測量方法
2.4 本章總結(jié)
3 多徑數(shù)據(jù)處理算法研究
3.1 線性調(diào)頻信號
3.1.1 Chirp信號的數(shù)學(xué)模型
3.1.2 Chirp信號的自相關(guān)特性
3.2 基于Chirp測量信號的多徑檢測算法研究
3.2.1 基于CIR的多徑檢測算法
3.2.2 基于FRFT的多徑檢測算法
3.3 多徑檢測算法的性能比較
3.3.1 仿真條件
3.3.2 算法的有效性
3.3.3 算法的時間復(fù)雜度
3.4 本章總結(jié)
4 信道測量系統(tǒng)設(shè)計與外場實測
4.1 信道測量系統(tǒng)設(shè)計
4.2 參數(shù)配置對CIR的影響
4.3 載波相位差對CIR算法的影響
4.4 發(fā)射信號波形設(shè)計
4.5 接收端信號采集
4.6 外場實測
4.6.1 搭建平臺
4.6.2 測試環(huán)境描述
4.6.3 測量數(shù)據(jù)分析處理
4.7 本章總結(jié)
5 基于證據(jù)論的多徑識別算法
5.1 D-S證據(jù)理論
5.1.1 D-S證據(jù)理論的基本概念
5.1.2 Dempster合成規(guī)則
5.1.3 基于證據(jù)權(quán)重的證據(jù)融合
5.2 高斯分布
5.2.1 高斯分布的基本概念
5.2.2 高斯分布的最大似然估計
5.3 基于D-S證據(jù)理論的多徑識別算法
5.3.1 CIR分析結(jié)果中數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性
5.3.2 信號和噪聲的BPA函數(shù)模型
5.3.3 證據(jù)融合與決策
5.4 算法仿真結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]船舶通信信號傳輸質(zhì)量優(yōu)化檢測算法及仿真[J]. 鄧渭偉,馬社祥,孟鑫. 計算機仿真. 2017(08)
[2]近海面電波傳播試驗與損耗模型分析[J]. 張利軍,王紅光,康士峰,趙振維. 微波學(xué)報. 2017(01)
[3]海上VHF無線通信傳輸損耗[J]. 陳亮,金永興,胡勤友,湯可成,高萬明. 中國航海. 2015(03)
[4]地鐵隧道內(nèi)多徑信道的統(tǒng)計特性[J]. 陳曉,潘韻天,武藝鳴,鄭國莘. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[5]海雜波FRFT譜的近似分形特性與目標(biāo)檢測[J]. 宋杰,劉寧波,王國慶,關(guān)鍵,何友. 宇航學(xué)報. 2013(10)
[6]分?jǐn)?shù)階Fourier變換在動目標(biāo)檢測和識別中的應(yīng)用:回顧和展望[J]. 陳小龍,關(guān)鍵,黃勇,何友. 信號處理. 2013(01)
[7]大氣顆粒物對平面電磁波的散射研究[J]. 雷前召. 長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
博士論文
[1]基于決策級融合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)感知目標(biāo)分類研究[D]. 張陽.北京交通大學(xué) 2019
[2]高鐵無線通信系統(tǒng)中的隧道信道模型[D]. 劉玉.山東大學(xué) 2017
碩士論文
[1]Chirp無線信號信道測量與建模[D]. 馮亞麗.重慶郵電大學(xué) 2019
[2]基于實測數(shù)據(jù)的信道特性分析與特征挖掘研究[D]. 張偉特.北京郵電大學(xué) 2019
[3]數(shù)據(jù)缺失時窄帶調(diào)頻信號的DOA估計[D]. 王錦.西安電子科技大學(xué) 2017
[4]基于大規(guī)模多天線信道測量平臺的控制軟件開發(fā)與測試[D]. 肖湘.北京交通大學(xué) 2017
[5]基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的線性調(diào)頻信號估計與分離研究[D]. 段皓楠.南京理工大學(xué) 2017
[6]基于測量的寬帶無線信道傳播特性建模[D]. 鄭航.北京郵電大學(xué) 2016
[7]低信噪比下的信道測量及參數(shù)提取算法研究[D]. 任秋潔.西安電子科技大學(xué) 2014
本文編號:3709490
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 論文結(jié)構(gòu)安排
2 海上無線信道多徑傳播機理及測量方法研究
2.1 電磁波的傳輸機制
2.2 海上無線信道傳播特性
2.2.1 衰落特性
2.2.2 多徑效應(yīng)
2.3 無線信道測量方法
2.4 本章總結(jié)
3 多徑數(shù)據(jù)處理算法研究
3.1 線性調(diào)頻信號
3.1.1 Chirp信號的數(shù)學(xué)模型
3.1.2 Chirp信號的自相關(guān)特性
3.2 基于Chirp測量信號的多徑檢測算法研究
3.2.1 基于CIR的多徑檢測算法
3.2.2 基于FRFT的多徑檢測算法
3.3 多徑檢測算法的性能比較
3.3.1 仿真條件
3.3.2 算法的有效性
3.3.3 算法的時間復(fù)雜度
3.4 本章總結(jié)
4 信道測量系統(tǒng)設(shè)計與外場實測
4.1 信道測量系統(tǒng)設(shè)計
4.2 參數(shù)配置對CIR的影響
4.3 載波相位差對CIR算法的影響
4.4 發(fā)射信號波形設(shè)計
4.5 接收端信號采集
4.6 外場實測
4.6.1 搭建平臺
4.6.2 測試環(huán)境描述
4.6.3 測量數(shù)據(jù)分析處理
4.7 本章總結(jié)
5 基于證據(jù)論的多徑識別算法
5.1 D-S證據(jù)理論
5.1.1 D-S證據(jù)理論的基本概念
5.1.2 Dempster合成規(guī)則
5.1.3 基于證據(jù)權(quán)重的證據(jù)融合
5.2 高斯分布
5.2.1 高斯分布的基本概念
5.2.2 高斯分布的最大似然估計
5.3 基于D-S證據(jù)理論的多徑識別算法
5.3.1 CIR分析結(jié)果中數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性
5.3.2 信號和噪聲的BPA函數(shù)模型
5.3.3 證據(jù)融合與決策
5.4 算法仿真結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]船舶通信信號傳輸質(zhì)量優(yōu)化檢測算法及仿真[J]. 鄧渭偉,馬社祥,孟鑫. 計算機仿真. 2017(08)
[2]近海面電波傳播試驗與損耗模型分析[J]. 張利軍,王紅光,康士峰,趙振維. 微波學(xué)報. 2017(01)
[3]海上VHF無線通信傳輸損耗[J]. 陳亮,金永興,胡勤友,湯可成,高萬明. 中國航海. 2015(03)
[4]地鐵隧道內(nèi)多徑信道的統(tǒng)計特性[J]. 陳曉,潘韻天,武藝鳴,鄭國莘. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報. 2015(04)
[5]海雜波FRFT譜的近似分形特性與目標(biāo)檢測[J]. 宋杰,劉寧波,王國慶,關(guān)鍵,何友. 宇航學(xué)報. 2013(10)
[6]分?jǐn)?shù)階Fourier變換在動目標(biāo)檢測和識別中的應(yīng)用:回顧和展望[J]. 陳小龍,關(guān)鍵,黃勇,何友. 信號處理. 2013(01)
[7]大氣顆粒物對平面電磁波的散射研究[J]. 雷前召. 長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
博士論文
[1]基于決策級融合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)感知目標(biāo)分類研究[D]. 張陽.北京交通大學(xué) 2019
[2]高鐵無線通信系統(tǒng)中的隧道信道模型[D]. 劉玉.山東大學(xué) 2017
碩士論文
[1]Chirp無線信號信道測量與建模[D]. 馮亞麗.重慶郵電大學(xué) 2019
[2]基于實測數(shù)據(jù)的信道特性分析與特征挖掘研究[D]. 張偉特.北京郵電大學(xué) 2019
[3]數(shù)據(jù)缺失時窄帶調(diào)頻信號的DOA估計[D]. 王錦.西安電子科技大學(xué) 2017
[4]基于大規(guī)模多天線信道測量平臺的控制軟件開發(fā)與測試[D]. 肖湘.北京交通大學(xué) 2017
[5]基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的線性調(diào)頻信號估計與分離研究[D]. 段皓楠.南京理工大學(xué) 2017
[6]基于測量的寬帶無線信道傳播特性建模[D]. 鄭航.北京郵電大學(xué) 2016
[7]低信噪比下的信道測量及參數(shù)提取算法研究[D]. 任秋潔.西安電子科技大學(xué) 2014
本文編號:3709490
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