PDF《短波信道模拟的计算机仿真》

2011 年1月1日第34 卷第

1 期 现代电子技术 Modern Electronics T echnique Jan.

2011 Vol.

34 No.

1 短波信道模拟的计算机仿真 李仁艳1 , 侯青松2 ( 1.

95486 部队, 四川 成都 610041;

2. 空军工程大学 电讯工程学院, 陕西 西安 710077) 摘要: 在通信系统的仿真中, 信道模拟器对真实信道的逼近程度, 直接影响到通信系统仿真所得性能参数的有效性. 因而, 开发性能良好的短波信道模拟器是十分必要的.详细叙述了短波电离层信道 Watterson 模型的原理, 根据军标所给短 波信道参数, 提出了具体的短波信道模拟器实现方案, 并给出了计算机仿真结果, 较好地模拟了短波信道的时间选择性衰落 特性和频率选择性衰落特性. 关键词: 短波信道;

Watterson 模型;

衰落信道;

Matlab 仿真 中图分类号: T N911

34 文献标识码: A 文章编号:

1004 373X( 2011)

01 0046

03 Simulation of HF Channel LI Ren yan1 , H OU Qing song2 ( 1. U nit

95486 of PL A, Chengdu 610041, China;

2. T elecommunication Engineering Institut e, A ir F orce Engineering Universit y, Xi an 710077, China) Abstract: In the simulation of communication system, the approximation degree of actual channel simulated by a channel simulator affects the effectiveness of the performance parameters obtained with communication system simulation directly. Therefore, it is essential to develop the high performance simulator for HF channel. The principle of Watterson model which is a widely used for HF ionosphere channel is described. According to the parameters given by MIL STD

188 141B, the implementation scheme of HF channel simulator is presented. The computer simulation demonstrates the effectiveness of the algorithm. Keywords: H F channel;

Watterson model;

fading channel;

Matlab simulation 收稿日期:

2010 09

16 0 引言为使各短波波形标准间相互兼容, 大多数短波波形 标准都规定了其对 BER 的性能要求.各短波通信设备 开发商在开发产品时, 必须测量所开发产品的性能是否 满足标准规定的指标, 而这种测量往往需要在实际的通 信环境中进行大量的、 远距离的外场实验和长时间的测 试, 这需要花费大量的人力、 物力, 而且不能保证相同的 测试条件和信道条件, 也不能人为地改变信道参数.文献[ 1] 提出了一种测试高频系统性能的方法, 事先对高频 信道进行数据采集, 而后利用回放技术来测试系统性能. 在通信系统的仿真中, 信道模拟器对真实信道的逼近程 度, 直接影响到通信系统仿真所得性能参数的有效性. 因而, 开发性能良好的短波信道模拟器是十分必要的. 国内外一些研究单位和公司相继研究开发了信道 模拟器.比如国内

1994 年浙江大学信息与电子工程系 采用 Watterson 模型开发了一种 4kHz 带宽的基带实 时高频信道模拟器;

解放军电子工程学院

1999 年进行 半实物话音信道的模拟设计, 这些模拟器的主要不足是 功耗过高, 体积庞大, 可控性不高.国外也有成型短波 信道模拟产品, 如Rockw ell 公司的 MDM

3001 等, 虽 然模拟结果较好, 但是购买费用昂贵 [ 2] . 文献[ 3] 基于 Watterson 模型提出了一种纯软件 信道模拟算法.文献[ 4] 在Watterson 信道模型的基础 上采用 Simulink 对短波信道进行了仿真.文献[ 5] 采用Matlab 的OOP 技术对其进行建模仿真.本文详细 推导了被广泛使用的短波电离层信道模型( Watterson 模型) 的原理, 通过 M atlab 编程仿真了军标所给短波信 道参数下直观的时域信号波形, 较好地模拟了短波信道 的衰落特性.