摘要：介绍了一种基于dsp平台的话音带宽波信道模拟器。该模拟器不仅可以提供短波信道的主要特点，如多径传输、瑞利衰落、多普勒频移等，而且实现了对传输信号的全数字化实时处理。

关键词：数字信号处理 短波通信 信道模拟 瑞利衰落

为了测试短波（高频）通信设备的性能，通常需要在实际通信环境中进行大量的外场实验。相比之下，信道模拟器能够在实验室环境下进行类似的性能测试，测试费用少、可重复性强，而且可以缩短设备的研制周期。

短波信道是随机变参信道，根据一些统计规律，可以有所侧重地建立近似的信道模型。目前，比较有代表性的信道模型有：watterson等人提出的高斯散射增益抽头延迟线模型（简称watterson模型）、hoffmeyer等人提出的采用电离层物理参数的信道模型和giles等人提出的采用短波信道冲激响应直接测量法的模型等。这些模型中，watterson模型的主要优点是计算的复杂度低，能在大多数情况下较好地描绘短波信道的特性，现已被ccir推荐并广泛采用。

本文采用watterson模型，以tms320vc33为核心器件，提出了软硬件结合，以软件为主的设计思想，对300～3000hz带宽基带短波信道的主要特性进行模拟，能较好地满足实验需求。

1 watterson信道模型

watterson等人提出的高斯散射增益抽头延迟线模型如图1。

图1中，发射信号经理想的时延线后，在若干个可调抽头处送出，在每路抽头处，时延信号由一个复随机分支增益函数gi（t）进行调制，各路已调信号和加性噪声相加，形成接收信号。

复随机分支增益函数是体现信道特性的一个重要参数，其定义如下：

式（1）中a和b表示路径中的两个磁离子分量；g’ia(t)和g’a(t)是两个相互独立的各态历经复高斯随机过程（均值为零）；wiat和wibt提供两个磁离子分量所希望的多普勒频移。

每个复随机分支增益函数gi(t)的功率谱函数为：

式（2）中aia和aib为磁离子分量的衰减系数；2σia和2σib决定多普勒频展。

watterson等人验证了模型的正确性，并指出，当每一路径采用两个磁离子分量时：

（1）如果载频较低，两个磁离子分量的多普勒频移和频展近似相等，它们的功率谱几乎重合，这样只需一个磁离子分量即可表示；

（2）如果载频较高，两个磁离子分量的相对时延显著，应使用两个不同磁离子分量。

2 关键技术

2．1 瑞利衰落的产生

一般地，随机过程v（t）可表示为：

v（t）=n(t)cos[ωct+θ(t)] (3)

如果式（3）中n(t)服从瑞利分布，θ（t）服从（0～2π）内的均匀分布。可以证明，v（t）还可有如下表达式：

v（t）=na(t)cosωct+nb(t)sinωct (4)

（3）式和（4）式中变理的关系如下：

此时要求na(t)和nb（t）是独立的正态分量，并满足下列条件：

·na(t)和nb(t)不相关；

·na(t)和nb(t)的幅度服从高斯概率密度函数，且均值为零、均方根相等；

·na(t)和nb(t)具有高斯型的功率谱。

因此，只要产生出满足上述条件的na(t)和nb(t)