Rice信道下的测向误差分析

总第157期2007年第1期 舰船电子工程Shi p Electr onic Engineering

Vo l .27No .1

139

R ice 信道下的测向误差分析

3

王永州

1),2)

　蔡臻祥

1)

(63888部队1)　洛阳　471003)　(国防科技大学电子科学与工程学院2)

　长沙　410073)

摘　要　研究R ice 信道下天线阵列的相位关系模型,总结R ice 因子估计的可行方法;对R i ce 信道下的测向误差进行了计算和仿真,在此基础上分析测向误差的统计特性,该统计特性可以用于对测向结果的可信度进行估计。

关键词　多径效应;R ice 信道;误差模型;统计特性中图分类号　T N975

1　引言

无线电测向技术是基于对所接收的空间无线电信号进行分析与处理的,与无线电传播特性密切相关。由于无线电在传播过程中路径不唯一,不同多径成分具有的随机相位和幅度引起信号强度、相

位的波动,使多径效应成为影响测向精度的一个重要因素。在实际应用中,测向的基本要求是要接收到直射路径的信号,而具有直射路径的多径信号合成包络一般服从R ice 分布,本文将对R ice 信道条件下对测向误差的影响进行分析。

2　R ice 信道下天线阵列的相位

2.1　R ice 信道模型

R ice 衰落信道模型用于仿真一个因直射路径

和多个散射路径共同产生的幅度衰落信道模型。一个信号经过R ice 信道后的输出x (t)可以表示为:

x (t )=a 0(t )s (t -τ0(t ))

+

∑m

n =1

a

n

(t)s (t -τn (t))+n (t)(1)

式中第一项为直射路径信号,第二项为多径信号合成,最后一项是白噪声。在信噪比较高的条件下,对测量带来影响的是多径合成项,白噪声项可以忽略。合成信号为包络及相位均随机的信号,其包络

服从R ice 分布:

f (z )=

z

σ

2

exp [-

z

2σ

2

(z 2+A 2

)]I 0(

Az

σ

2

)z ≥0

(2)

式中,I 0(x )为零阶修正贝塞尔函数;σ为多径反射信号的合成振幅;A 为直射波信号的振幅。

描述R ice 信号的一个重要参数是R ice 因子,

定义为:k =A 2/σ2,其中A 2为直射信号的能量,σ

2

为多径干扰项的能量。

2.2　R ice 信道下阵列相位的概率密度函数

在初始相位为θ的条件下,信号相位的概率密度函数为[1]:

f (φ)=exp

(-A 2/σ2

)2π+

A cos (θ-φ)22

πσ×exp [-

A

2

2σ2sin 2(θ-φ)]{1+er f[A cos (θ

-φ)2σ]}

(3)

式中,erf (x )=(2/π)

∫

x 0

exp (-z 2

)dz

在测向场合,应能保证接收直射波能量所占比重较大,在k >>1的情况下,相位的概率可以简化为[2]:

f (φ)=k /2π×exp (-k (φ-θ)

2

2

)(4)

式中,θ为初始相位,k 为R ice 因子。

对于高精度的到达方位测量,天线阵元间的相位差测量是一个关键参数。R ice 信道下两个天线单元的相位差服从的概率分布为

[3]

:

f(φ)=

k /π×exp (-k (φ-<)2

)(5)

3

收稿日期6年6月6日,修回日期6年月日

作者简介王永州,男,硕士研究生,工程师,主要从事通信对抗技术研究。蔡臻祥,男,硕士研究生,主要从事通信对抗技术研究。

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