多載波消息驅(qū)動跳頻通信技術(shù)研究.pdf

1、信息聯(lián)合作戰(zhàn)是現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的實(shí)質(zhì)，它對軍事通信系統(tǒng)的抗干擾能力、數(shù)據(jù)傳輸速率等信息傳輸?shù)目煽啃?、有效性提出了更高要求。本文在此背景下，主要著眼于?qiáng)抗干擾能力、高速率、高頻譜效率的新興跳頻（FH）技術(shù)研究，為軍事通信的安全有效提供有力保障。
　　消息驅(qū)動跳頻（MDFH）技術(shù)利用傳輸?shù)牟糠中旁葱畔磉x擇載波頻率，代替PN序列的功能，在不增加帶寬和功率消耗的前提下，提升了系統(tǒng)頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸能力，屬于目前跳頻通信領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。增

2、強(qiáng)型消息驅(qū)動跳頻（E-MDFH）技術(shù)把單載波的MDFH系統(tǒng)擴(kuò)展成多載波的MDFH系統(tǒng)，使原來每一跳僅占用一個頻率信道傳輸數(shù)據(jù)變成每一跳占用多個頻率信道傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的頻率利用率。本論文在基于多載波消息驅(qū)動跳頻通信機(jī)制的研究上，主要研究內(nèi)容如下：
　　①研究了傳統(tǒng) FH、MDFH、E-MDFH技術(shù)的基本原理。分別舉例分析了跳頻多址（FHMA）系統(tǒng)收發(fā)過程和多用戶碰撞情況、MDFH系統(tǒng)及E-MDFH系統(tǒng)收發(fā)過程。發(fā)現(xiàn)了在E

3、-MDFH系統(tǒng)中，因載波索引間差分關(guān)系的存在，當(dāng)一個載波檢測出錯時(shí)，一方面易導(dǎo)致該載波比特和相鄰載波比特的恢復(fù)都出現(xiàn)錯誤而引起成載波比特流出錯的問題；另一方面使得系統(tǒng)對不存在的信號進(jìn)行解調(diào)，導(dǎo)致常規(guī)符號的檢測也出現(xiàn)更多錯誤。分析了E-MDFH系統(tǒng)誤碼率性能和頻譜利用率。仿真結(jié)果表明在相同的信道環(huán)境和誤碼率性能要求下，E-MDFH系統(tǒng)的頻譜利用率、數(shù)據(jù)傳輸高于傳統(tǒng)FH系統(tǒng)。
　?、卺槍-MDFH系統(tǒng)中存在的串比特流錯誤問題，對E-

4、MDFH系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上添加交織編碼模塊，用以解決其成串比特出錯問題，降低系統(tǒng)誤碼率。仿真結(jié)果表明，交織編碼結(jié)合使用，能很好地解決E-MDFH系統(tǒng)中存在的該問題，其系統(tǒng)誤碼率性能得到有效改善。
　?、墼谔砑咏豢椌幋a技術(shù)的E-MDFH系統(tǒng)基礎(chǔ)上，借鑒正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)思想，提出了適應(yīng)于突發(fā)通信的多載波消息驅(qū)動正交跳頻（MC-MDOFH）系統(tǒng)模型。具體分析了 MC-MDOFH系統(tǒng)的信號頻譜、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)框圖，

5、闡述了系統(tǒng)的信號幀格式設(shè)計(jì)，包括前導(dǎo)序列和數(shù)據(jù)符號結(jié)構(gòu)。最后仿真分析了該系統(tǒng)的頻率利用率和誤碼率性能；并運(yùn)用前導(dǎo)序列對系統(tǒng)進(jìn)行頻偏校正，實(shí)際仿真了突發(fā)MC-MDOFH系統(tǒng)的誤碼率性能。仿真結(jié)果表明，MC-MDOFH系統(tǒng)的頻譜利用率和E-MDFH系統(tǒng)一致；誤碼率性能較E-MDFH系統(tǒng)更好；所設(shè)計(jì)的前導(dǎo)序列能有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的同步，提升系統(tǒng)性能。
　?、苓M(jìn)一步研究了多載波消息驅(qū)動空閑子載波跳變（MC-MDIS）通信技術(shù)，詳細(xì)闡述了MC-M

6、DIS系統(tǒng)的信號頻譜、收發(fā)模型和工作原理。列舉應(yīng)用實(shí)例，具體分析了該系統(tǒng)存在的比特向量錯位問題，并詳細(xì)研究了解決該問題的比特向量重置（BVR）算法。通過理論推導(dǎo)和實(shí)際仿真，深入分析了 MC-MDIS系統(tǒng)的誤碼率性能、對比分析了系統(tǒng)的頻譜利用率，得到了使系統(tǒng)性能最優(yōu)的系統(tǒng)參數(shù)。仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)分組數(shù)較小或者信噪比較低時(shí)，BVR算法對系統(tǒng)BER性能的改善較顯著；當(dāng)系統(tǒng)采用的調(diào)制方式進(jìn)制數(shù)取值較小時(shí)，其系統(tǒng)頻譜利用率相較于OFDM系統(tǒng)優(yōu)勢