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无线信道是决定无线通信系统质量的重要因素,无线信道特性对于无线通信网络架设、移动网络结构布局、通信设备技术升级等十分关键,因此,无线信道特性的研究始终是无线通信系统中经久不衰的研究内容。然而,无线信道特性研究的方法却仍然裹足不前,鲜有改进。纷繁众多的通信场景、复杂多变的传播环境以及高速移动的终端设备都将影响无线模型信道的建立。经典的描述信道特性的方法——时域响应和频域功率谱密度无法从全局体现信道特性。已经有相关研究表明,利用时频分析算法分析无线信道特性,可以克服传统单一时域或者单一频率表征信道特性的局限性。然而,时频分析算法的性能干差万别,本文将重点探究双线性时频分析算法如何表征无线信道的特性。本文首先介绍了几种双线性时频分析算法,包括谱图分布(SP,Spectrogram)、平滑伪魏格纳-维利分布(SPWVD, Smoothed Pseudo Wigner-Ville Distribution)和乔伊-威廉姆斯分布(CWD, Choi-Williams Distribution),简单阐述了确定性随机过程建模原理。同时对无线信道分类进行概述,主要介绍了几种非频率选择性信道、频率选择性信道以及WINNNER II信道。其次,从小尺度衰落信道中最为基础的频率非选择性信道出发,在时频联合域研究了Clarke模型信道、莱斯模型信道和扩展Suzuki模型信道的时-频特性。并且给出了关于Clarke模型信道和扩展Suzuki模型四种双线性时频分析算法的时-频对比图。然后,利用抽头延迟线(TDL)和蒙特卡洛算法(MCM)对频率选择性信道的GWSSUS信道进行仿真研究。在传统信道特性分析方法基础上进一步利用双线性时频分析算法中的SPWVD和SP分布,对频率选择性信道进行仿真分析。随后对比了标准COST207定义的两种场景下信道的时频能量谱,发现与实际情况相符最后,对MIMO信道中的WINNER II模型进行了仿真分析,主要针对高铁场景和城市微小区场景的单一时域和单一频域的基本特性,然后利用SPWVD和SP分布在时频域仿真得出了两种场景下的WINNERII模型的时频分布。研究发现,双线性时频分析算法能够全面表征信道的时频特性。本文所采用的四种双线性时频分析算法中,在设置合适的参数条件下,SP分布适合描述本文所研究的几种信道的时变频谱,而SPWVD和CWD表征信道的时变功率谱的效果较好。