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短波多通道多带宽信道模拟器的设计与实现

短波多通道多带宽信道模拟器的设计与实现

作者：张益嘉西安电子科技大学

学位级别：硕士

在各种通信系统的研发设计和实现的过程中,对信道的估计都是不能缺失的关键一环。可以说,在很多情况下,通信技术往往都是为了解决信道对传播信号的不利影响而发展起来的。在短波通信的研究中,经常需要对研制出的通信设备进行测试,如果... 详细信息

在各种通信系统的研发设计和实现的过程中,对信道的估计都是不能缺失的关键一环。可以说,在很多情况下,通信技术往往都是为了解决信道对传播信号的不利影响而发展起来的。在短波通信的研究中,经常需要对研制出的通信设备进行测试,如果利用实际信道测试,则需要花费很大的代价,并且测试过程中无法控制信道参数,也就无法在相同信道环境下对通信设备进行多次测试。而利用方便可控的信道模拟器,开发人员就可以根据对信道条件的需要,随时随地进行测试,这极大地减少了开发成本与周期,具有较强的实用价值。因此,信道模拟器的研制工作显得相当重要。首先,本文对短波电离层反射信道的特性及变化规律做了介绍,分析了短波传播特性,并着重讨论了多径效应、衰落、多普勒频移和多普勒扩展以及无线电干扰的产生原因和对短波通信的影响。其次,根据信道特性,对短波信道进行了数学描述,并推导了衰落信道统计特性函数之间的关系。介绍分析了两种经典的短波信道模型,Watterson窄带模型和ITS宽带模型,分析推导了其中的典型参数,并提出了本文信道模拟器的设计指标。然后,根据设计指标,基于Watterson信道模型,给出了能够满足设计需求的信道模型框架,并仿真分析了两种衰落的实现算法:正弦波叠加法和成型滤波法,和两种多通道噪声产生算法:滤波法和频谱搬移法,以及希尔伯特变换、多普勒频移、多径时延等信号处理实现算法。最后,利用TMS320C6455硬件平台,实现了短波多通道多带宽信道模拟器,其主要功能有:能够自动判断是否有有用信号输入,对有用信号添加指定的频偏、多径时延、衰落、噪声,在单通道模式下,能够选择四种工作带宽:3kHz、6kHz、12kHz和24kHz,在多通道模式下,能够在300Hz300Hz、3300Hz300Hz、6300Hz300Hz、9300Hz2300Hz四个通道内添加不同信噪比的噪声。并对各个功能进行了性能测试,达到了设计要求。该信道模拟器已应用于多家短波通信系统性能测试中,反映良好。

关键词：短波信道电离层反射 Watterson模型 ITS模型多通道 DSP

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短波信道模拟器的研究与实现

短波信道模拟器的研究与实现

作者：王龙西安电子科技大学

学位级别：硕士

短波信道的研究是短波通信研究工作的重要部分，不仅有理论意义还有重要的实用价值。根据短波信道的研究，研制出信道模拟器，使短波通信系统的开发人员在实验室环境下就可以方便地测试性能，这无疑会减少短波通信系统的开发成本缩短开... 详细信息

短波信道的研究是短波通信研究工作的重要部分，不仅有理论意义还有重要的实用价值。根据短波信道的研究，研制出信道模拟器，使短波通信系统的开发人员在实验室环境下就可以方便地测试性能，这无疑会减少短波通信系统的开发成本缩短开发周期。基于Watterson模型，本文设计并实现了一种基于DSP的3KHz窄带信道模拟器。给出了该模拟器的设计方案，仿真验证了方案的可行性，在TMS320VC33平台上用汇编语言完成了方案的软件实现。通过性能检测，该模拟器能够比较准确地模拟短波信道的多普勒频移、多径传输、多普勒扩展、信道加性噪声等，主要性能与美国Rockwell公司的信道模拟器MDM-3001基本一致，主要技术指标均达到了设计要求。

关键词：短波信道模拟器电离层反射信道Watterson模型

雷暴中的特殊放电现象 ——袖珍云闪（CID）特征分析

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雷暴中的特殊放电现象 ——袖珍云闪（CID）特征分析

作者：吴亭中国气象科学研究院

学位级别：硕士

袖珍云闪(CID)是发生于雷暴中的一种非常特殊的放电现象,本文利用位于广州从化和重庆两地的VLF/LF多站闪电探测系统观测到的大量CID全面地分析了CID不同于常规地闪和云闪的多方面的性质,并重点比较了+CID和–CID两者之间的差异,证明两... 详细信息

袖珍云闪(CID)是发生于雷暴中的一种非常特殊的放电现象,本文利用位于广州从化和重庆两地的VLF/LF多站闪电探测系统观测到的大量CID全面地分析了CID不同于常规地闪和云闪的多方面的性质,并重点比较了+CID和–CID两者之间的差异,证明两者之间在多个方面存在明显的差异,其中–CID表现出了更多的特殊性。本文主要得到了以下几方面结论:CID能够产生非常大的电场变化,总体上比地闪回击产生的电场变化更大。而–CID产生的电场变化总体上又比+CID大,本文得到的前者的平均值是后者的1.4倍。CID的发生具有一定的孤立性,这种孤立性主要指在CID发生之前有其它放电事件的概率非常小,也就是说CID更有可能作为其它放电事件的起始事件发生,而+CID与–CID相比,前者有更大的概率引发其它的放电事件。CID产生的低频辐射在地面与电离层之间会发生反射,反射信号被测站记录到就形成电离层反射脉冲,利用反射脉冲和原脉冲之间的时间差关系,本文发展了一种对CID实现三维定位的新方法,该方法能够对较大范围内的CID实现较为准确的三维定位,特别是对其放电高度的计算具有很高的准确性,利用这一点,本文计算了大量正、负CID的放电高度,发现+CID主要发生于7-15km,而–CID主要发生于15-18km。CID与雷暴强度之间存在着一定的联系,总的来看,CID频数随着雷暴的增强有一定的增大的趋势。通常情况下雷暴过程主要产生+CID,但随着雷暴的增强,–CID的比例也有增大的趋势。本文进一步分析了一例较为罕见的产生了大量–CID的雷暴过程,并与一例常见的主要产生+CID的雷暴过程比较,发现产生大量–CID的雷暴明显发展得更为旺盛,雷达观测显示雷暴云顶高度维持在15km以上,甚至在某些时刻达到了20km。最后,本文综合分析了+CID与–CID之间的差异,认为–CID是一种更为特殊的放电事件。

关键词：袖珍云闪多站探测网络电离层反射放电高度雷暴强度

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短波无线电信号传输时间及时刻同步精度

中国科学院上海天文台年刊 1988年第0期 240-249页

作者：蔡见祥张玉珍樊能娥

本文根据上海天文台接收短波无线电时号的长期测量结果(1976-1985)讨论几个短波无线电时号BPM、JJY、WWVH、RID和RWM至上海的传输时间测量问题。通过数据的统计分析,可看出在这些路径上信号传输的稳定性。文中回顾了BPV,BPM双边测量的情... 详细信息

本文根据上海天文台接收短波无线电时号的长期测量结果(1976-1985)讨论几个短波无线电时号BPM、JJY、WWVH、RID和RWM至上海的传输时间测量问题。通过数据的统计分析,可看出在这些路径上信号传输的稳定性。文中回顾了BPV,BPM双边测量的情况,并与目前利用高精度原子时系统测量的结果相比较,表明有较好的符合。对于BPM等时号,其传输时间分别如下:BPM(1196 km)为4.15ms;JJY(1790km)为6.36ms;WWVH(7744 km)为27.38ms,RID(2797 km)为9.98ms;RWM(6765 km)为 27.75 ms。据此估计了这些时号的传输模式,认为BPM和JJY主要是1跳传播,WWVH是3-6跳传播,RID是1-3跳传播,RWM是2-5跳传播。文中也得出了利用这些信号可以获得的时刻同步精度,列出了传输时间τ与太阳黑子数的关系。

关键词：传输时间无线电信号同步精度无线电时号传输模式上海天文台电离层反射信号传输频率分配文中

短波广播采用双边带或单边带,还是采用有载波的单边带?

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广播与电视技术 1983年第4期 53-58页

作者：努塔·斯托克 ,裘冠村

引言在1979年的世界无线电行政大会(WARC-79)上,对用于短波广播的频段作了一些修改。然而,这些改动并非如此重要而能使短波频段中所存在的严重干扰问题有较大的改善。由于在一些国家建造了新的大功率

关键词：正交失真单边带电离层反射选择性衰落短波广播无线广播载波电磁波双边带

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空间环境之无线电探测

现代物理知识 2012年第5期 16-21页

作者：王霄北京中国科学院国家科学中心

一、空间环境无线电探测20世纪初,爱德华·阿普尔顿等用连续波和脉冲波的实验方法证实了电离层的存在,开创了用无线电方法探测电离层的技术的历史。之后,20世纪40年代后期和50年代,人们开始使用火箭、卫星等空间飞行器对电离层进行无线... 详细信息

一、空间环境无线电探测20世纪初,爱德华·阿普尔顿等用连续波和脉冲波的实验方法证实了电离层的存在,开创了用无线电方法探测电离层的技术的历史。之后,20世纪40年代后期和50年代,人们开始使用火箭、卫星等空间飞行器对电离层进行无线电探测和直接探测。此后,各种地基和天基无线电探测手段被大量用来进行空间环境监测;利用无线电方法,通过对自然和人工发射电磁波的接收及对接收信号参量的分析而获得空间环境参量,满足人们对空间环境探索、认识和了解以及各

关键词：电离层测高仪无线电探测子午工程流星雷达无线电波电磁波多普勒频移电离层反射空间天气事件空间环境

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超视距雷达的数据处理

现代雷达 1984年第Z1期 104-109页

作者：王如礼邓钦发

一、引言后向散射超视距雷达(以下简称超视距雷达或OTH-B雷达)与电波直接指向电离层的微波雷达概念不大相同。超视距雷达波束指向电离层一定区域,只要系统波束仰角和工作频率选择恰当,电离层反射的无线电波能传播到位于雷达视线以外的... 详细信息

一、引言后向散射超视距雷达(以下简称超视距雷达或OTH-B雷达)与电波直接指向电离层的微波雷达概念不大相同。超视距雷达波束指向电离层一定区域,只要系统波束仰角和工作频率选择恰当,电离层反射的无线电波能传播到位于雷达视线以外的目标。目标散射这一电波能量,而其中一部分又经电离层返回,而被OTH-B雷达天线所接收。其工作原理如图(1)所示。由此可见,OTH-B雷达能发现雷达视线以下空间区域的目

关键词：超视距雷达 OTH 超地平线雷达监视雷达雷达跟踪无线电跟踪数据处理电离层反射速度波门跟踪过程滤波器电子设备鉴别率分辨率信号处理机地面距离实时工作

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在长波授时中一跳天波传播时延的予测

陕西天文台台刊 1980年第1期 27-34页

作者：苗永瑞杨克俊郑恒秋

用长波授时,除了地波传播的衰减小,相位稳定,因而有大的作用范围（最远可达2000—3000公里）和相当高的时间同步与校频精度(同步精度0.1～1μs;校频精度1×10-12/天)外,天波传播由电离层下边界的D区反射,波长较长和电离层的D区的良好导... 详细信息

用长波授时,除了地波传播的衰减小,相位稳定,因而有大的作用范围（最远可达2000—3000公里）和相当高的时间同步与校频精度(同步精度0.1～1μs;校频精度1×10-12/天)外,天波传播由电离层下边界的D区反射,波长较长和电离层的D区的良好导电性能,使其反射损耗和相位起伏都相对地较小。天波信号的相位起伏,白天最大为1μs,夜间为2～3μs。利用天波授时大大扩展了授时的服务范围（一跳天波最远可达4000～5000公里,多跳天波还可更远）,而且还可以取得较好的时间同步精度。

关键词：天波传播一跳场强电离层传播传播时延电离层反射