浅水时变多途水声信道建模制造技术

本发明专利技术公开了一种浅水时变多途水声信道建模方法，本发明专利技术采用理论分析结合试验验证的方法对水声信道进行建模，将水声信道衰落建模为大尺度衰落和小尺度衰落，即水声信道可以表示成多簇具有不同幅度、时延和相位的路径，大尺度衰落参数采用基于射线理论模型的BELLHOP软件计算得到，小尺度衰落参数中的幅度建模为莱斯分布，时延建模为AR(p)模型，相位建模为[0,2π]的均匀分布，多普勒建模为确定性多普勒和随机多普勒，该模型与实测信道吻合良好，该模型可以为水声通信接收机设计以及网络性能评估和优化配置等提供支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线信道建模领域，涉及一种浅水时变多途水声信道建模方法。
技术介绍
水声信道的复杂特性对水声通信系统以及水声通信网络的设计提出了很大的挑战。为了更好的设计水声接收机以及实现网络资源的优化配置，对抗水声信道引入的干扰，对水声信道特性的掌握十分必要。水声通信是一门非常注重试验的学科，而水声外场试验条件非常艰苦，经常要耗费大量的人力、物力和财力，而且具有不可重现性。因此如何能够建立一种能够模拟真实水声信道环境的信道模型，对于水声通信系统和网络的设计与性能评估等具有重要的研究意义。目前对水声信道建模主要从两个方面出发：一是通过理论分析给出信道不同物理参数的统计模型，如幅度、时延的分布特性，各个参数的时间、空间相关特性等，然后通过试验数据进行验证；二是通过分析实测数据得到的各个参数的统计模型，然后根据该结果对信道进行建模。水声信道非常复杂，引起水声信道结构和组成的因素非常多，通过理论分析去建模水声信道相当困难，但是仍然可以通过理论分析给出影响信道结构的主要因素。通过实测数据分析的结果进行信道建模，可以更接近实际的水声信道，但是具有很大的局限性。水声信道特性受时间、地理位置、声源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅水时变多途水声信道建模方法，其特征在于：步骤1：设置仿真环境参数，计算大尺度衰落参数αp,0和τp,0，αp,0为复幅度，其中仿真参数包括水域深度、发送和接收节点布放深度、发送和接收节点之间的距离，声速梯度分布、水底水面反射系数、发射换能器开角等，设置不同的仿真频率，运行BELLHOP计算得到不同频率下的传输函数H(f)，将H(f)进行反傅里叶变换，得到信道冲激响应，该结果为某一时刻的大尺度衰落参数；步骤2：设置小尺度衰落参数，设定散射路径数目Sp，各个散射路径幅度αp的方差时延τp的方差时延服从AR模型的阶数p，AR(p)模型的各个参数；步骤3：设置多普勒参数，设置确定性多普勒因子ap...

【技术特征摘要】
1.一种浅水时变多途水声信道建模方法，其特征在于：步骤1：设置仿真环境参数，计算大尺度衰落参数αp,0和τp,0，αp,0为复幅度，其中仿真参数包括水域深度、发送和接收节点布放深度、发送和接收节点之间的距离，声速梯度分布、水底水面反射系数、发射换能器开角等，设置不同的仿真频率，运行BELLHOP计算得到不同频率下的传输函数H(f)，将H(f)进行反傅里叶变换，得到信道冲激响应，该结果为某一时刻的大尺度衰落参数；步骤2：设置小尺度衰落参数，设定散射路径数目Sp，各个散射路径幅度αp的方差时延τp的方差时延服从AR模型的阶数p，AR(p)模型的各个参数；步骤3：设置多普勒参数，设置确定性多普勒因子ap,0或者等价的匀速运动速度vp,0，设置随机多普勒因子ap,i的方差。2.根据权利要求1步骤1中所描述的大尺度衰落参数计算方法，其特征在于：在短时间内认为大尺度衰落参数不变，根据环境参数，运行基于射线声学理论的BELLHOP软件计算得到某一时刻的大尺度衰落参数，随着时间的推移，环境参数比如收发节点距离、水域深度等发生变化，重新根据新的环境参数计算新的大尺度衰落参数，从而得到一系列随时间变化的大尺度衰落的信道冲激响应。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹艳玲，张宇，沈维政，
申请(专利权)人：东北农业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23