基于FRFT的單載波均衡技術在地空通信中的應用研究.pdf

1、隨著航空平臺的高速發(fā)展，人們對于信息傳輸的實時性和通信質量的要求越來越高。在無線地空通信系統(tǒng)中，由于存在多徑效應，信道會呈現頻率選擇性，這將會嚴重影響通信的質量。單載波頻域均衡(SC-FDE)系統(tǒng)是一種很好的解決方案，它綜合了OFDM和單載波技術的優(yōu)點，能有效地克服碼間干擾，并能很好的解決OFDM系統(tǒng)中峰均比過高和單載波時域均衡(SC-TDE)復雜度過高的缺點，同時能夠保持與OFDM相似的復雜度，成為眾多學者的關注對象。本文主要研究了基

2、于UW序列的SC-FDE系統(tǒng)，同時為了解決傳統(tǒng)均衡算法在多徑強干擾下的不足，引入分數階傅里葉變換，通過最優(yōu)階次的選擇來匹配最佳信道，以達到提升系統(tǒng)性能的目的。
　　首先，介紹了無線信道的基本特性，并對影響信道的參數做了詳細分析。同時研究了在不同場景下地空信道的參數特性，給出了不同環(huán)境下的時延功率譜和多普勒功率譜模型。在此基礎上，引出地空信道的建模方法，并使用抽頭延時模型對地空信道進行建模。
　　接著，深入地研究了基于UW序列

3、的單載波頻域均衡系統(tǒng)。推導分析了基于迫零(ZF)準則和最小均方誤差(MMSE)準則的均衡算法，并對基于UW序列的信道估計進行仿真分析，實驗結果表明UW塊數越多，信道估計的精度越高，但是會嚴重影響頻帶利用率。為此，本文提出了一種改進的UW序列，使用循環(huán)幀的結構，并對此進行了仿真分析，結果表明改進的循環(huán)幀結構，能夠在不浪費頻帶資源的同時，提高信道估計精度，提升系統(tǒng)的誤碼性能。
　　最后，引入分數階傅里葉變換的概念，并對基于FRFT的單

4、載波均衡系統(tǒng)進行了理論分析。利用FRFT的可變性，通過最優(yōu)階次的選取，來匹配最佳信道，提升系統(tǒng)在多徑干擾下的性能。通過對均衡算法的仿真分析，驗證了基于FRFT的均衡算法在單載波均衡系統(tǒng)中具有一定的優(yōu)勢。傳統(tǒng)判決反饋的系統(tǒng)性能主要依賴反饋抽頭個頭，且系統(tǒng)復雜度比較高，為此本文將復雜度較低的MMSE-RISIC與FRFT相結合，提出了基于FRFT的MMSE-RISIC均衡算法，并給出了推導，仿真結果表明，相比于基于FFT的MMSE-RISI