蒋光明[1]2004年在《在短波跳频通信中OFDM与Turbo码技术的研究》文中研究表明自1971年Weinstein和Ebert把离散复里叶变换DFT引入多载波传输系统并作为调制解调的一部分之后，正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术得到了广泛应用。OFDM技术特别适用于存在多径传播和多普勒频移的无线传输信道中传输高速数据。 而普通的短波跳频系统的信息传输速率一般较低，通常在2.4kbit／s左右，仅能传输语音信号，而要实现数据信号的传输，则必须提高数据传输率。本文针对短波跳频(FH)系统的性能特点和要求，并基于跳频速率为20跳／秒的短波跳频系统，提出了一种将OFDM用于短波跳频系统，并采用Turbo码作为信道编码的技术，使该系统的信息传输速率达20.48kbit／s，其中5.12kbit／s为导频信号，实际数据率为15.36kbit／s。 本文简要地介绍了短波信道的特点；简要地介绍了OFDM技术的原理，分析了OFDM技术应用到短波跳频通信中的特点；着重分析了OFDM调制时高峰均功率比PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)产生的原因，并介绍了3种常用的降低PAPR的技术，在此基础上提出了改进方法，并作了数值仿真；着重介绍了OFDM技术应用到短波跳频通信中的导频子信道估计和信道内插算法以及均衡技术，并作了数值仿真；在此基础上，为了进一步降低短波跳频系统的比特误码率性能，保证信息的可靠传输，将Turbo码引入作为信道编码，并进行数值仿真，给出了短波跳频系统的误码性能曲线。 本文工作的独特之处在于： (1)基于跳频速率为20跳／秒的短波跳频系统，提出了一种将OFDM和Turbo码结合的技术，用于提高短波跳频系统的数据传输率和降低短波跳频系统的比特误码率。在假设跳频能理想同步的前提下，数值仿真结果表明，该短波跳频系统采用这两种技术后更适于在短波瑞利衰落信道中应用。 (2)为了保证短波跳频系统的可实现性，本文针对OFDM有较高的PAPR这一基本问题，提出了一种改进方法，并进行了数值仿真，其结果表明，在OFDM中采用BPSK和QPSK映射时，改进的方法对于降低系统的PAPR具有很好的性能。 最后对全文进行了总结和展望。指出了如果能在短波频段全频段跳频，则可以提高跳频速率，进而提高短波跳频系统的信息传输速率和抗干扰能力；同时在OFDM调制时可以采用M-QAM映射方式，提高短波跳频系统的信息传输速率。
赵武生[2]2009年在《比特交织编码调制短波跳频通信系统关键技术研究》文中提出短波跳频通信系统在现代军事通信领域具有重要的地位和作用,是重要的抗干扰通信手段之一,也是目前西方军事强国重点研究的领域之一。随着现代高科技战争的发展需要,改善和提高短波跳频通信系统的性能对适应现代电子作战具有积极的意义,因此发展更高性能的短波跳频通信系统是重要的研究课题。本论文研究讨论了短波跳频通信系统的编码调制方案,即比特交织编码调制方案,以此来改善和提高短波跳频通信系统的性能。论文在研究短波信道的多径效应、信道衰落、多普勒效应等通信特性的基础上,构建基于比特交织编码调制及其迭代译码技术(BICM-ID)的短波跳频通信系统,分析了影响系统性能的因素,并围绕该通信系统在跳频同步、载波估计、信道估计均衡等关键技术上进行了深入的研究。在跳频同步问题上,基于BICM-ID-FH系统提出一种跳频同步方法。该方法分别将混沌序列和TOD信息序列作为密钥对跳频序列进行加密,从而将复杂系统的跳频序列同步问题转化为了系统的TOD信息序列的同步问题,同时也增强了跳频同步信息的抗截获性。关于BICM-ID-FH系统的载波估计问题,基于Turbo迭代的思想,提出一种系统的调制载波迭代频偏估计算法。该频偏估计算法初始采用Kay算法,迭代时采用L & R算法进行频偏估计,结合了Kay算法范围大和L & R算法精度高的优点,获得了较好的性能。采用该算法,设计了系统的载波迭代频偏估计校正方案。此外,设计了系统的相偏迭代估计校正方案。均衡问题是通信系统的重要问题。在BICM-ID-FH系统中,采用迭代思想对判决反馈均衡进行改进。在BICM-ID-FH系统的Turbo均衡结构中,采用信号的先验概率估计代替传统的假设信号概率均匀分布对SIC算法改进,获得均衡效果的改善。另外,提出MAP算法与SIC算法结合的联合算法。该算法在初始迭代采用MAP算法估计接收信号的先验概率分布以获得较精确的先验概率分布,迭代时采用SIC算法以方便计算和实现,仿真说明该算法有效地提升了系统的均衡效果。最后,探讨了关于短波信道估计的问题。在BICM-ID-FH系统中,基于迭代思想,设计了系统的半盲迭代信道估计均衡方案。该方案初始迭代时采用训练序列来估计信道信息,并结合Turbo均衡迭代过程,充分利用译码器的输出信息,实现了系统的信道估计均衡与译码的统一,仿真结果表明该方案具有良好的短波信道适应性。另外,设计了BICM-ID-FH系统的盲迭代信道估计均衡方案,仿真结果表明该方案在信道衰落不严重时具有收敛性。
参考文献：
[1]. 在短波跳频通信中OFDM与Turbo码技术的研究[D]. 蒋光明. 武汉大学. 2004
[2]. 比特交织编码调制短波跳频通信系统关键技术研究[D]. 赵武生. 哈尔滨工程大学. 2009
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