無碰撞區(qū)跳頻序列與準(zhǔn)同步-消息驅(qū)動跳頻通信系統(tǒng)研究.pdf

1、跳頻(FH)通信是一種常用的擴(kuò)頻通信技術(shù)。常規(guī)跳頻通信系統(tǒng)采用跳頻序列控制收發(fā)雙方的載波頻率發(fā)生跳變，跳頻序列的漢明相關(guān)特性對跳頻碼分多址(FH-CDMA)通信系統(tǒng)的性能有極其重要的影響。無碰撞區(qū)(NHZ)跳頻序列在一定的相關(guān)區(qū)內(nèi)具有理想的漢明相關(guān)特性，因而在準(zhǔn)同步FH-CDMA系統(tǒng)中可被用作用戶地址碼，以消除或降低多址干擾，提高系統(tǒng)性能。本文對NHZ跳頻序列理論界、NHZ跳頻序列集設(shè)計方法和基于NHZ跳頻序列的準(zhǔn)同步FH-CDMA系統(tǒng)

2、進(jìn)行了研究，得到了一些重要的結(jié)果。消息驅(qū)動跳頻(MDFH)通信與常規(guī)跳頻通信不同，它用部分信源數(shù)據(jù)代替跳頻序列控制載波頻率跳變，以提高系統(tǒng)頻譜效率。本文對一種增強(qiáng)型消息驅(qū)動跳頻系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對其性能做了分析，并提出了改進(jìn)方案。
　　論文首先對NHZ跳頻序列集的性質(zhì)進(jìn)行了分析，并結(jié)合NHZ跳頻序列集的結(jié)構(gòu)特點，導(dǎo)出了一個NHZ跳頻序列集的理論界，給出了頻隙數(shù)、序列數(shù)目與無碰撞區(qū)寬度三個參數(shù)之間的約束不等式。通過考察頻隙在序列集中的

3、出現(xiàn)次數(shù)與序列長度的關(guān)系，本文還建立了一個包含頻隙數(shù)目、序列長度、序列數(shù)目與無碰撞區(qū)寬度四項參數(shù)的理論界。論文將這兩個理論界與目前已有的另一個NHZ跳頻序列理論界進(jìn)行了比較，分析和數(shù)值結(jié)果表明，本文提出的第二個理論界比其他兩個界更緊。接著，在NHZ跳頻序列理論界指導(dǎo)下，論文提出了三種NHZ跳頻序列設(shè)計方法，即基于矩陣變換的構(gòu)造法、基于映射的構(gòu)造法和非重復(fù)NHZ跳頻序列集構(gòu)造方法，這些設(shè)計方法都達(dá)到了理論界，即所構(gòu)造出的序列集為最優(yōu)NHZ

4、跳頻序列集。通過對所構(gòu)造的一類NHZ跳頻序列集相關(guān)特性進(jìn)行分析，指出此類NHZ跳頻序列集的漢明互相關(guān)函數(shù)具有一種窗棱式特征。
　　其次，論文將NHZ概念延展到二維時延-頻移無碰撞區(qū)(TV-NHZ，Time delay andFrequency shift No Hit Zone)，給出了TF-NHZ的定義。以TF-NHZ概念為出發(fā)點，利用NHZ跳頻序列設(shè)計理論界的研究結(jié)果，推導(dǎo)了頻隙數(shù)目、序列長度、序列數(shù)目與時延-頻移無碰撞區(qū)參數(shù)

5、之間的約束關(guān)系不等式，建立了TF-NHZ跳頻序列集的理論界。以此理論界為指導(dǎo)，提出了三種TF-NHZ跳頻序列集構(gòu)造方法，其中有兩種方法構(gòu)造的跳頻序列集是最優(yōu)的。
　　然后，提出一種基于NHZ跳頻序列的兩級FFH/MFSK準(zhǔn)同步通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，全體用戶被分成若干個組，為每組分配一個互不相同的NHZ跳頻序列。當(dāng)用戶間為準(zhǔn)同步狀態(tài)時，只要其相對延遲不超過無碰撞區(qū)，就可以消除組間用戶的干擾；殘余多址干擾只存在于組內(nèi)用戶之間，可以在接

6、收端采用異步多用戶檢測器改善系統(tǒng)的檢測性能。分析與仿真結(jié)果表明，在準(zhǔn)同步情況下所提出的NHZ-FFH/MFSK系統(tǒng)性能優(yōu)于Yang和Hanzo提出的一種多級快跳頻通信系統(tǒng)。
　　最后，論文研究了一種增強(qiáng)型消息驅(qū)動跳頻(E-MDFH)通信系統(tǒng)，對E-MDFH/MFSK系統(tǒng)在AWGN信道和瑞利衰落信道下的誤碼率性能進(jìn)行了理論分析和仿真比較。針對E-MDFH系統(tǒng)在接收端對載波比特和常規(guī)比特檢測時的算法缺陷，提出一種改進(jìn)的接收檢測算法。仿