基于SDR的超短波无线信道模拟器的研究与设计

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lengningyan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着无线通信技术的发展以及超短波通信技术的日益成熟,超短波无线通信已经成为现代无线通信的一种重要通信方式。本论文基于对超短波无线通信技术研究现状的深入了解,进行了对超短波无线信道传输特性的理论研究以及仿真验证,设计了在SDR平台上实现超短波无线信道模拟器的方案,完成了信道干扰模块的搭建,并在软件无线电平台上进行调试,最后搭建信道模拟器的测试环境,对模拟器的性能进行测试。具体工作如下:(1)本论文以超短波无线信道模拟器的市场需求为基础,介绍了本次研究设计的背景及意义和市场现有的产品现状,相较现有信道模拟器,本论文采用系统可重构、软件可升级的软件无线电平台作为核心硬件并对信道模拟器添加人为干扰模块,实现模拟器后期的可优化性以及高普适性。(2)本论文选取了单频干扰、扫频干扰、梳状干扰以及白噪声干扰作为人为干扰模块的干扰类型,分析了超短波无线通信的信道传输特性原理以及四种人为干扰的实现原理,并对这些理论进行了仿真验证;分析对比了经典的超短波信道模型,选用ITM模型加权小尺度衰落模型作为超短波无线信道模拟器中环境干扰模块的主模型。(3)根据软件工作流程的设计以及各模块算法实现的需求,给出了硬件资源优化方案,提出了一种对FIFO IP核实现多径时延的改进方法,搭建级联结构,引入多径衰落因子,减少RAM资源的使用并使多径衰落的算法结构更加稳定。结合模拟器设计需求,在大尺度衰落中提出了一种单路工作模式的方案,将衰减值划分三部分进行处理,降低射频板卡的工作量,稳定板卡的发射输出功率。通过对高斯白噪声干扰模块的设计,提出了滤波器系数重载的方法,使用固定阶数的滤波器模型,通过重载不同的滤波器系数集实现不同带宽的滤波器,实现较好的覆盖目标频谱范围,减少了逻辑资源使用量。(4)基于模拟器设计方案完成了模拟器平台的构建,并完成了上位机界面的设计与搭建,设计了系统硬件的验证方案,并搭建测试平台,首先在FPGA中对算法进行时序控制正确性的验证,而后在硬件上对模拟信号进行干扰仿真验证,完成了模拟器的测试方案,通过对仿真验证结果的分析,证明了模拟器系统的可行性。
其他文献
SAR图像目标检测技术广泛应用于现代军事作战侦察和民用地形监测等领域,是各国学者研究的重点,随着神经网络理论和计算机技术的发展,基于深度学习的目标检测算法逐渐成为SAR图像目标检测任务的主流。但是,深层网络通常具有大量参数,其运行不仅需要大量的算力支持,运行速度也不能满足实时要求,因此深层网络检测算法难以在资源受限的设备(如移动端)上部署。本文考虑到对模型实时性和可移植性的要求,对目标检测算法Fa
铁路作为我国交通运输的中坚力量,在国民经济发展和民生中扮演着重要的角色。而安全又是铁路系统有序、平稳运行的前提。随着铁路行业技术日新月异的发展,各种新的设备不断投入到铁路运行中,但是也衍生出新的问题,如:哪些种类的铁路设备故障率较高、如何对不同铁路设备故障进行结构化的描述,如何使用铁路设备故障描述来挖掘其内部的规律。针对上述问题,需要找到一种铁路设备惯性故障文本分类方法,来对海量的铁路故障文本信息
接触网是高速铁路牵引供电系统的重要一环,其安全状态检测问题是铁路行车安全的重中之重。为此我国特地制定了《铁路供电安全检测监测系统(6C系统)总体技术规范》,该系统负责对高速铁路的牵引供电系统进行全方位、全覆盖的综合检测监测。其中C4接触网悬挂状态检测监测装置(4C系统)为6C系统的子系统,负责接触网悬挂系统的各零部件的高精度成像检测,指导接触网故障隐患的消缺。目前,4C系统具备初步识别接触网零部件
随着智能汽车的快速发展,人们对汽车稳定性控制系统的要求越来越高,精准的估计出车辆行驶状态参数是实现汽车稳定性控制的关键,也是车辆动力学控制研究的热点。车辆质心侧偏角、轮胎侧偏刚度、纵向速度、侧向速度、横摆角速度对实现车辆稳定性控制有着重要意义,其中质心侧偏角、轮胎侧偏刚度只能通过车载传感器信号进行预测估计,而车辆的纵、侧向速度、横摆角速度虽可通过传感器直接测量,但单一传感器受噪声干扰,存在误差累积
黄精在保健品方面成效显著,由于黄精具有良好的促进人体健康的作用,黄精保健品、黄精食品等产品受到广泛的欢迎,因此黄精具有可观的市场前景。目前饮料行业发展迅速,饮品企业为了满足消费者日益提高的对健康的追求,产生了多种新型的利于健康的饮料,例如低糖饮料,维生素饮料等。因此对于黄精这类含有丰富的生物活性物质、具有优秀保健功能的植物来说,在饮料方面的研究十分必要。本研究采用复合酶法对黄精生物活性物质——多糖
近年来边坡位移形变的事故猛烈增加,对人民的生命财产安全造成了很大的影响,针对边坡进行变形监测以及预测其未来变形趋势变得尤为重要。但是边坡位移数据曲线具有很高的非线性和复杂性,传统的预测方法存在很多不足,因此具有强大的非线性学习能力的机器学习算法被引入至边坡变形预测中。在众多的机器学习算法中,核极限学习机以其运行速度快、泛化能力强等优点,被广泛应用在边坡变形预测中,并取得较好的结果。因此本文主要采用
目前国内高铁站雨棚立柱的检测以人工检测为主,其检测过程复杂,且工作过程中危险性高,为了提高安全性与工作效率性,设计高铁站雨棚立柱爬壁机器人代替人工作业。目前大多数机器人仅适用于在垂直墙壁爬行,本文设计的爬壁机器人可以在小曲率壁面爬行,有重要的工程意义。本文主要针对适合在小曲率立柱工作的高铁站雨棚立柱爬壁机器人的控制系统进行设计。首先在立柱爬壁机器人工作环境、路径规划的基础上,对机器人的工作需求,技
图像增强是图像处理领域的重要一环;随着现代工业技术的发展,图像增强算法的复杂程度以及对其实时性的需求也在不断增大。传统的处理器架构由于其串行处理的特点,难以快速进行大量针对图像像素的复杂运算,导致图像增强算法无法满足实时性的需求。因此利用了 Xilinx公司的ZYNQ异构平台,其同时具有FPGA的高并行性以及ARM内核的专用性,可以完美契合图像增强处理算法。并且该平台利用高层次综合工具能够对算法进
本文的课题取自于某公司的输出功率为1k W防空警报装置,经测试,该公司产品在使用过程中出现的谐波成分过多,并且装置运行过程中温度过高,本文的研究主要为了解决上述问题。技术理论研究以1k W防空警报器为背景,详细介绍了警报装置的构成部分与工作原理,设计并实现了一种不同于传统警报器原理的输出功率为1k W的防空警报器。传统警报装置需要调制电路将音频与三角波相比较产生PWM来驱动下一级D类功率放大电路,
近年来,我国高速铁路迅速发展,铁路建设工期越发紧促,工期短、任务重,站后相关专业施工作业在时间上冲突较为严重,此时,无轨施工技术在高速铁路建设中的作用越发明显。目前,在高速铁路接触网无轨施工过程中,常常会选择全站仪等设备作为测量工具,使用此类测量设备需要在测量前期收集充足线路数据并由专业技术人员进行操作,操作过程一旦出错需重新测量很多点,效率低,影响施工进度;除使用全站仪外,部分施工单位还采用了G