2014年第十一届全国研究生数模竞赛获奖论文-C题.pdf

参赛密码 （由组委会填写） 第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛 第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛 学 校 西安电子科技大学 参赛队号 1. 李 果 队员姓名 2. 时朋朋 3. 肖 非 - 1 - 参赛密码 （由组委会填写） 第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛 第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛 题 目 无线通信中的快时变信道建模 摘 要： 宽带移动通信传输技术的发展和普及使人们的生活更加高效、快捷和便利。 宽带移动通信的基本需求是快速和准确的传递信息，复杂多变的移动通信网络连 接环境，对宽带数据的传递提出更高的要求和挑战。高速移动环境下导致无线通 信信道发生快速变化，若不能适应这种变化，通信系统性能将会受到严重影响， 极大降低信息传输的有效性和可靠性。本文针对快时变信道开展分析研究，主要 解决了如下问题： 问题一，针对时变信道测量数据的模型描述。分别建立基于傅立叶基的 CE-BEM ，GCE-BEM 和OGCE-BEM 模型，以及基于多项式基的P-BEN 模型； 选取部分测量数据，采用最小二乘法确定模型的待定参数，并利用模型对整体时 变信道数据进行预测；使用NSME 指标对模型的性能进行评价，而且给出算法 (1) 4 CE-BEM 复杂度的讨论。数值实验表明： 在基的阶数等于 时， 模型结果最 差，GCE-BEM 模型次之，OGCE-BEM 模型和P-BEM 模型的拟合性能最优。(2) 选用OGCE-BEM 模型可以在减小70%实测数据的情形下达到很好的预测能力。 (3) 文中选用最小均方误差估计求解离散基带模型的矩阵方程，算法的复杂度为 O N 4 。   (A) 问题二 ，运动速度对问题一信道估计模型的影响。基于已建立的信道估 计模型，分别针对速度为90km/h、270km/h 和450km/h 的信道测量数据进行拟 合和预测，运用NMSE 的变化考虑运动速度对模型预测精度的影响。试验数据 表明：(1) CE-BEM 和GCE-BEM 模型误差较大，随平移台运动速度的增大变化 不大；预测性能较好的OGCE-BEM 和P-BEM 模型，模型准确度随着移动台移 动速度的增大而恶化。进一步提出基于可变阶数BEM 模型的信道估计算法，从 - 2 - 仿真结果可看出相同的仿真环境下,基于可变阶数OGCE-BEM 模型的信道估计 算法，其拟合和预测性能均优于固定阶数的基扩展模型。 (B) 问题二 ，多径时变传输信道的仿真。建立统计正弦和的仿真模型，选取 3GPP(V8) 中的拓展行人(EVA)模型和拓展典型城市 (ETU) 模型确定正弦和仿真 模型的待定参数，联合给出仿真信道数据。数值算例表明：所建立模型高效逼近 多径时变信道特性，满足幅度符合瑞利分布、相位符合均匀分布的要求。利用问 题一的信道