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                      寬帶數據鏈抗干擾傳輸技術研究

                       

                      內容摘要


                      本文涉及的寬帶數據鏈需要在復雜的物理環境和惡劣的電磁環境下進行高速率、大容量信息傳輸,信息速率高到100Mbps以上,這樣的應用需求對抗干擾通信體制提出了有別于傳統軍事通信抗干擾的新考驗。

                      本文的主要工作是探索當前寬帶無線通信的兩種主要支撐技術-正交頻分復用(OFDM)和單載波頻域均衡(SC-FDE)在寬帶數據鏈中的應用,研究其在數據鏈無線信道環境及各種敵方人為干擾樣式下的抗干擾性能,并結合信道編碼、信道估計等抗干擾技術開展綜合研究,采用比較研究的方法,為后續原理樣機研制的體制選擇提供理論參考。

                      首先簡單分析了寬帶數據鏈在低仰角應用狀態下空地無線鏈路特性,指出寬帶數據鏈信道是一個嚴重的頻率選擇性衰落信道,同時呈現非時間選擇性衰落特性,在此基礎上建立起適用于寬帶數據鏈的多徑衰落信道模型-三徑信道模型。

                      本文建立了完整的OFDM和SC-FDE的仿真系統以對兩種體制的抗干擾性能作比較研究。

                      為建立這個系統,第三章中較為全面地介紹了兩種技術的基本原理、數學模型及其關鍵技術-信道估計與均衡,為后文的仿真提供可靠的理論保證。

                      第四章、第五章是本文的工作重點,通過具體理論分析和仿真驗證相結合的方法,研究OFDM和SC-FDE系統在本文建立的三徑信道模型下的性能,及采用信道均衡,信道編碼技術后的性能改善;研究OFDM和SC-FDE系統在寬帶噪聲干擾、部分頻帶干擾、噪聲脈沖干擾和音頻干擾樣式下的誤碼性能,及抗干擾技術。

                      研究結果表明:

                      (1)OFDM系統必須使用糾錯編碼技術才能滿足寬帶數據鏈應用需求,而SC-FDE可以不用編碼就能對抗頻率選擇性衰落,但SC-FDE系統對信道估計精度敏感;(2)部分頻帶干擾、噪聲脈沖干擾、音頻干擾都能使OFDM系統性能惡化到信噪比與誤碼率呈反線性關系,其中最佳多音干擾對OFDM的損傷最大,只有噪聲脈沖干擾對SC-FDE系統能起到最佳干擾效果,糾錯編碼對受干擾系統性能都有顯著的改善。

                      最后總結得出:

                      SC-FDE系統更適合寬帶數據鏈這種不對稱通信系統的結論,為原理樣機研制選擇SC-FDE調制解調體制提供了有力的理論論證..……

                      全文目錄


                      文摘
                      英文文摘
                      第一章 引 言
                      1.1研究背景及意義
                      1.2數據鏈抗干擾技術研究進展
                      1.3抗干擾通信技術概述
                      1.4論文安排
                      第二章 寬帶數據鏈無線鏈路特性分析
                      2.1無線衰落信道電波傳播特性
                      2.1.1 時間色散參數頻率選擇性
                      2.1.2頻率色散參數時間選擇性
                      2.2雨衰對Ku波段信號的影響
                      2.3低仰角狀態下空地無線信道建模
                      2.3.1微波無線信道模型
                      2.3.2空地鏈路特性分析
                      2.3.3三徑信道模型
                      2.3.4多徑衰落仿真
                      第三章 寬帶傳輸方案OFDM和SC-FDE
                      3.1 OFDM技術簡介
                      3.1.1 OFDM的基本原理
                      3.1.2正交性理解
                      3.1.3循環前綴
                      3.1.4 OFDM抗多徑干擾理論分析
                      3.1.5 OFDM系統的優缺點
                      3.2 SC-FDE技術簡介
                      3.2.1 SC-FDE的基本原理
                      3.2.2保護間隔
                      3.2.3 SC-FDE的優缺點
                      3.3 OFDM和SC-FDE的信道估計和均衡
                      3.3.1信道均衡
                      3.3.2信道估計
                      3.3.3 SC-FDE信道估計的特殊性
                      3.4 OFDM和SC-FDE的共存
                      第四章 OFDM和SC-FDE系統抗多徑干擾分析
                      4.1 多徑衰落信道下系統性能仿真
                      4.1.1 系統參數選擇
                      4.1.2不同信道參數條件下抗多徑干擾性能
                      4.2信道均衡對系統性能的影響
                      4.2.1 均衡OFDM和SC-FDE系統理論誤碼性能比較
                      4.2.2仿真結果及分析
                      4.3糾錯編碼對系統性能的影響
                      第五章 OFDM和SC-FDE系統抗人為干擾分析
                      5.1寬帶噪聲干擾
                      5.2部分頻帶干擾
                      5.2.1 部分頻帶干擾的OFDM系統
                      5.2.2部分頻帶干擾下的SC-FDE系統
                      5.3噪聲脈沖干擾
                      5.3.1 噪聲脈沖干擾下的OFDM系統
                      5.3.2噪聲脈沖干擾下的SC-FDE系統
                      5.4音頻干擾
                      5.4.1 音頻干擾下的OFDM系統
                      5.4.2音頻干擾下的SC-FDE系統
                      5.5 OFDM和SC-FDE系統的比較總結
                      第六章 總結與展望
                      6.1 總結
                      6.2下一步的研究工作

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