基于BICM-OFDM調(diào)制的短波瞬間通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、短波通信由于設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、抗摧毀性好、可維修性強(qiáng)及超視距傳輸?shù)纫幌盗袃?yōu)點(diǎn)一直是軍事通信重要手段之一。但是隨著現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展,傳統(tǒng)的短波通信很難擺脫現(xiàn)代電子對(duì)抗技術(shù)的威脅,因此發(fā)展抗干擾、抗截獲等目標(biāo)的短波通信系統(tǒng)就變得尤為重要。本論文是以中國(guó)工程院陸建勛院士提出的新型短波抗干擾通信系統(tǒng)--短波自適應(yīng)瞬間通信系統(tǒng)(ABCS)為基本指導(dǎo)思想,探討比特交織編碼調(diào)制(BICM)技術(shù)聯(lián)合正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)在短波瞬間通信系統(tǒng)中

2、的應(yīng)用及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究。
　　 論文首先介紹了現(xiàn)代短波通信中的新技術(shù),重點(diǎn)介紹了ABCS通信系統(tǒng),分析了ABCS的理論基礎(chǔ)、主要特點(diǎn)及相對(duì)于傳統(tǒng)短波通信體制的優(yōu)勢(shì)。然后探討了BICM技術(shù)聯(lián)合OFDM技術(shù)在短波瞬間通信系統(tǒng)中的應(yīng)用,論文主要包括以下內(nèi)容:
　　 1.BICM聯(lián)合OFDM是一種可以有效抗頻率選擇性衰落信道影響的技術(shù)。將BICM聯(lián)合OFDM技術(shù)應(yīng)用到短波瞬間通信系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)了基于硬判決反饋迭代譯碼的BICM-

3、OFDM系統(tǒng),并對(duì)其性能進(jìn)行分析和仿真,為系統(tǒng)編碼調(diào)制技術(shù)方案選擇提供了依據(jù)。
　　 2.接收端必須利用準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息(CSI)才能消除由無(wú)線信道引起的頻率選擇性衰落。針對(duì)基于最大似然估計(jì)(ML)的信道估計(jì)算法提出了兩種改進(jìn)算法。1)信道初始估計(jì)由ML算法獲得,利用BICM譯碼產(chǎn)生的判決信息,通過(guò)迭代地在信道估計(jì)和譯碼之間交換信息來(lái)完成聯(lián)合信道估計(jì)和譯碼。2)對(duì)信道估值加入變換域?yàn)V波算法,有效減小了載波間干擾和高斯白噪聲的影

4、響。兩種改進(jìn)算法均有效提高了信道估計(jì)精度和系統(tǒng)的誤碼率性能。
　　 針對(duì)基于疊加導(dǎo)頻的信道估計(jì)算法估計(jì)精度差的缺點(diǎn),提出兩種改進(jìn)算法。采用最優(yōu)峰值功率平均比(PAPR)的疊加導(dǎo)頻。1)利用一階統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行初始信道估計(jì),再利用BICM譯碼的反饋信息根據(jù)最大似然估計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行迭代信道估計(jì)。2)將均衡器的輸出信息反饋,根據(jù)最大似然估計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行迭代信道估計(jì)。與傳統(tǒng)疊加導(dǎo)頻算法相比,兩種改進(jìn)算法均有效提高了信道估計(jì)精度和系統(tǒng)誤碼率性能。

5、>　　 3.載波頻率的偏移會(huì)導(dǎo)致子信道之間產(chǎn)生干擾,使系統(tǒng)性能嚴(yán)重下降。提出了一種全新的盲載波頻偏估計(jì)算法。新算法將BICM譯碼的反饋信息作為虛擬的訓(xùn)練序列使用,利用該反饋信息進(jìn)行頻偏估計(jì),通過(guò)迭代譯碼的過(guò)程提高頻偏估計(jì)精度。隨著信噪比以及迭代次數(shù)的增加,該算法能夠有效地進(jìn)行頻偏估計(jì)。針對(duì)傳統(tǒng)的基于最大似然估計(jì)的載波頻偏估計(jì)算法進(jìn)行了改進(jìn)。首先利用最大似然估計(jì)算法進(jìn)行初始頻偏估計(jì),再利用BICM迭代譯碼的判決反饋結(jié)果,進(jìn)行殘留頻偏的估

6、計(jì)。改進(jìn)算法有效提高了低信噪比下信道估計(jì)的精度,增加了頻偏估計(jì)范圍。
　　 4.設(shè)計(jì)了一種新型的訓(xùn)練序列,利用該訓(xùn)練序列進(jìn)行符號(hào)定時(shí)與載波頻偏的聯(lián)合估計(jì)。根據(jù)該訓(xùn)練序列的恒模特性提出一種新型頻偏估計(jì)算法,利用該序列的特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行符號(hào)定時(shí)估計(jì)。根據(jù)該訓(xùn)練序列,論文還提出了一種采用差分編碼的聯(lián)合符號(hào)定時(shí)與頻偏估計(jì)算法。該算法利用差分編碼使得接收端進(jìn)行頻偏估計(jì)時(shí),不需要知道信道狀態(tài)信息,通過(guò)設(shè)定頻偏范圍,使用窮盡搜索的方法進(jìn)行頻偏估計(jì)