多載波通信信號生成與檢測關鍵技術研究.pdf

1、隨著航空產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，航空通信在日常生活和軍事應用中占據(jù)越來越重要的地位。針對特定干擾環(huán)境中的航空無線通信，如何有效的對抗干擾，實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸是需要重點研究的問題。本文將認知無線電（Cognitive Radio，CR）系統(tǒng)中較為成熟的非連續(xù)正交頻分復用（Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing，NC-OFDM）技術應用于航空通信系統(tǒng)，研究抗干擾航空通信中的

2、波形生成與檢測關鍵技術。
　　第一章簡要介紹了多載波通信的特點與本文的研究背景，介紹了OFDM技術并提出將NC-OFDM系統(tǒng)應用于抗干擾航空通信。
　　第二章主要介紹了航空信道模型和NC-OFDM系統(tǒng)，并對NC-OFDM波形生成關鍵技術進行了分析介紹。針對NC-OFDM系統(tǒng)存在較大峰均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR）的問題，研究了一種高效率的噪聲成型PAPR控制算法，仿真驗證了其優(yōu)越

3、性。針對NC-OFDM系統(tǒng)的梳狀導頻圖案，研究了一種低PAPR的導頻波形，能夠大幅降低導頻時域波形的PAPR值，減小PAPR處理對導頻的影響。
　　在第三章中，針對現(xiàn)有OFDM同步算法在強干擾衰落信道中同步性能較差的問題，提出了一種新的抗干擾同步算法。本章首先介紹了系統(tǒng)模型，分析了定時同步誤差與頻偏對系統(tǒng)性能的影響；然后提出在一個OFDM符號內(nèi)利用兩個重復的恒模零自相關（Constant AmplitudeZero Auto Co

4、rrelation，CAZAC）序列的時間頻率同步算法，通過優(yōu)化訓練序列設計算法，達到抑制干擾的目的；通過設置相對門限對多個相關值進行聯(lián)合判決，提高定時同步穩(wěn)定性；利用相關值進行頻偏估計，既抑制了噪聲又抑制了窄帶干擾對頻率同步的影響。最后，在航空信道下進行了仿真驗證，證明了所提出的同步算法具有良好的同步精度與抗干擾性能，能夠滿足航空通信系統(tǒng)中的抗干擾同步需求。
　　第四章研究干擾環(huán)境中的NC-OFDM信號檢測關鍵技術。針對窄帶干擾

5、環(huán)境中的信號接收，本章首先對干擾泄露的原因進行了分析，并介紹了一種基于接收機窗函數(shù)設計的干擾抑制方法，在不改變通信鏈路結構的情況下，抑制了干擾泄漏對鄰近信道的影響。針對航空通信信道下的NC-OFDM系統(tǒng)，介紹了基于梳狀導頻的信道估計算法，研究了一種修正的IDFT（Inverse Discrete Fourier Transform）降噪插值算法，提高了信道估計精度，同時給出了OFDM系統(tǒng)中的QAM（Quadrature Amplitud

6、e Modulation）信號軟判決算法。最后，本章針對所提出的NC-OFDM信號檢測算法進行了仿真，驗證了其優(yōu)越性。
　　第五章針對航空信道下完整的OFDM鏈路中對本文提出的算法進行仿真分析。首先介紹了鏈路結構、各項系統(tǒng)參數(shù)和時域幀結構；然后在航空信道的各個場景和各種典型的干擾類型下對系統(tǒng)誤碼率進行了測試。仿真表明，本文提出的算法能夠在航空信道下獲得良好的傳輸性能，有較強的抗干擾能力，滿足航空通信大容量、抗干擾的系統(tǒng)需求。