基于Watterson模型的短波信道模擬器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線遠(yuǎn)距離通信越來越深入日常生活中,相比商用蜂窩通信與衛(wèi)星通信,短波天波通信作為一種抗毀性強(qiáng)、成本低的遠(yuǎn)距離通信方式一直起著不可替代的作用。短波天波信道是典型的隨參色散信道,電離層的不穩(wěn)定造成了對短波通信信號嚴(yán)重的衰落,影響了通信的質(zhì)量。相對于室外測試的復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬與測試短波通信是必要而經(jīng)濟(jì)的?，F(xiàn)有短波信道模擬器往往是窄帶和非實(shí)時(shí)仿真的,對于寬帶短波通信及實(shí)時(shí)信號仿真輸出的實(shí)現(xiàn)有著一定的瓶頸?；诖吮菊n題提出設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)硬件短波

2、信道模擬器,并著重解決實(shí)時(shí)處理問題。
　　 首先,本文提出基于Watterson模型設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種短波信道模擬器的軟硬件方案。在硬件方案上提出以FPGA為核心處理器、DSP作為協(xié)處理器的核心處理單元,有針對性地利用FPGA的流水線運(yùn)算結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號仿真輸出功能。借鑒軟件無線電的思想,設(shè)計(jì)了外圍高速采集、輸出器件及基于“MCU+DDS”的混頻器,配合核心處理單元,構(gòu)建了短波信道模擬硬件平臺并加以實(shí)現(xiàn)。
　　 其次,軟件方

3、案上提出流水線處理結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)短波信道模擬算法框架,利用FPGA的并行處理能力實(shí)現(xiàn)多徑方案。在每徑的時(shí)延線中,提出基于雙口RAM一對多編址方式生成的有限任意長FIFO為數(shù)字時(shí)延線的方案并加以驗(yàn)證。為了多普勒頻移功能的實(shí)現(xiàn),本文提出利用捕獲時(shí)鐘相位噪聲的辦法生成真隨機(jī)數(shù)流,并以之驅(qū)動DDS生成隨機(jī)游動多普勒頻移信號的辦法,實(shí)現(xiàn)多普勒頻移模擬的步進(jìn)與速率可調(diào)。各徑衰減因子的生成采用Box-Muller算法通過MATLAB零均值的平穩(wěn)高斯過程,