watterson信道笔记

发射模块短波信道模块接收机模拟信号接收模块接收机数字中频模块电离层探测系统仿真框图短波通 信模块多 径 效 应幅 度 衰 落多 普 勒 频 移噪 声各 种 噪 声短波通信模型短波通信模型： 1、针对窄带信号的 Watterson 模型2、针对电离层物理参数的 Hoffmeyer 模型3、宽带高频的 ITS 模型Watterson 信道原理：信道原理：在有限的带宽和有限的时间内观察，把电离层看做平稳的信道，可在有限的带宽和有限的时间内观察，把电离层看做平稳的信道，可以用合适的静态的数学模型描述短波高频信道以用合适的静态的数学模型描述短波高频信道其时域表达式为：21f t( )nN jf n nHG t e ( , )=路径复增益函数22 i( )( )( )iaibjf tjf t iaibG tGt eGt e经过一系列数学计算其谱密度函数为：2222(0)()(0)()( )expexp2222iaiaibibiaibiaibRGffRGffsi fgggg根据以上思想，得出其软件仿真款图：希尔伯特变换复延时线噪声干扰Σ延时1延时N……G1a（t)G1b（t)GNa（t)GNb（t)exp（jf1a)exp（jf1b)exp（jfNa)exp（jfNb)输出 信号Watterson 信道模型框图数学验证其正确性：假设输入信号是 ( )( )cos 2( )Acsta tf tta(t)为调制信号的幅度，是调制信号的幅度，为发送信号的载频，对上式进行希尔( ) tcf伯特变换得：( )( )sin 2( ))Bcsta tf tt（对输入信号进行解析的到ccABj2 f tj (t)j2 f t( )(t)+js (t)=a(t)ee( )eCs tsstsC(t)为零中频信号，则输入信号又可写为：cj2 f t( )Re[( )e]ACstst经过多径和延时以后，接收信号变为：2[( )]11)( )(( ))Re[( )(( ))]cinn jftt iAiiCi iiR ttstttstt e（2( )212'Re[( )(( ))]Re[]c iccn jftjf t iCi ijf t Ctstt ees（t ）e其中为接收信号的复包络信号(幅度)，经过信道后，其可表示为：' Cs（t ）[ 2( )]'=( - ( ))(( ))c in ft CiiCi istts tt e（t ）[ 2( )](( ))[ 2( )][ 2( )](( ))'( )=(( ))(( ))=(( ))(( ))(( ))(( ))'( )c iic ic iin ft iiCi in jttft iii in ftjtt iii ijtttstt etta tt eetta tteea t e其中[ 2( )](( ))''( )a(( ))* [( )],c iin ftjttjt iii itta tteee（t ）=接收信号最终结果表示为：22'( )( )Re[ ' ( )]Re[ '( )]cjf tjfctjt CR tst ea t ee'( )cos[2'( )]ca tft其仿真 simulink 框图如下hilbertReImTo frameTo shampleRaylelgh fadingAWGN channelRe(u)in1ScopeScopeReImReal-Imag to ComplexRayleigh FadingMultipath Rayleigh Fading ChannelHilbertHilbert FilterTo SampleFrame Conversion1To FrameFrame ConversionRe(u)Complex to Real-ImagAWGNAWGN Channel1 In1多普勒最大频移（maximum Doppler shift（hz） ）计算方法：假设发送端与接收端的相对运动速度（单位是公里每小时）Velocity=40；光速 lightspeed=3*10^8；载波频率（每 hz）frequency=10^6；载波波长 wavelength=lightspeed/frequency；将运动速度的单位转换成米/秒多普勒频移 fd=velocity *10^3/3600/wavelength。