极低信噪比条件下的短波数据传输系统关键技术研究

论文摘要

在常规短波通信丧失的情况下,完成最低限度短波通信具有重要意义。因此,本论文根据短波信道的特点和极低信噪比的信道条件,设计一种传输速率较低但可靠性较高的应急通信系统。本论文采用多进制正交码扩频技术,带来处理增益,有效的降低了对信噪比的要求;系统采用RS码信道编码,并与BCH码结合交织技术进行了对比,在抗突发干扰方面表现出明显优势;为解决捕获时间过长问题,系统引进了分段相关FFT技术,明显提高了捕获速度;加入多径估计和RAKE接收技术,提高了系统抗多径衰落性能;另外,接收端使用循环冗余校验码对信息进行检错。通过MATLAB软件仿真,验证系统的设计方案。结果表明,系统能够有效的克服低信噪比、衰落、多径等短波信道干扰,进而实现了极低速率(50字节/分)的信息有效传输。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 短波通信技术
• 1.2.1 短波通信
• 1.2.2 短波信道
• 1.3 软件无线电技术
• 1.3.1 一般软件无线电接收机的结构
• 1.3.2 硬件平台结构
• 1.3.3 软件无线电系统结构
• 1.4 课题研究意义
• 1.5 论文的主要工作和内容安排
• 第二章 系统方案研究与设计
• 2.1 系统应用原理
• 2.1.1 扩频通信理论基础
• 2.1.2 直接序列扩频通信系统
• 2.1.3 多进制正交码扩频系统
• 2.1.4 可变速率控制方案
• 2.2 数据传输方案设计
• 2.2.1 项目技术设计目标
• 2.2.2 发送端子系统方案设计
• 2.2.3 接收端子系统方案设计
• 2.2.4 误码率与误比特率之间的关系
• 2.3 伪随机码的选择
• 2.3.1 伪随机码的分析
• 2.3.2 伪码长度的确定
• 2.4 循环冗余校验码
• 2.4.1 循环冗余校验码原理
• 2.4.2 循环冗余校验码的应用
• 2.5 波形成形及调制技术
• 2.5.1 升余弦滤波
• 2.5.2 BPSK调制解调
• 2.6 分集接收技术
• 2.6.1 RAKE分集接收原理
• 2.6.2 多径估计与RAKE接收技术的应用
• 第三章 系统关键技术研究
• 3.1 数据帧格式及多速率设计
• 3.1.1 数据帧格式的确定
• 3.1.2 多速率数据传输方案设计
• 3.2 差错控制技术
• 3.3 系统同步
• 3.3.1 同步任务
• 3.3.2 系统同步方案
• 3.3.3 系统帧同步判决方式
• 3.3.4 滑窗长度与FFT采样率的确定
• 3.4 低信噪比、大频差条件下的数字信号的捕获
• 3.4.1 传统的伪码捕获方法
• 3.4.2 改进型捕获方法研究
• 3.4.3 仿真结果分析
• 3.4.4 频差估计
• 第四章 系统仿真及性能分析
• 4.1 仿真系统结构
• 4.1.1 发送系统
• 4.1.2 接收系统
• 4.1.3 信道模拟
• 4.2 系统性能分析
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献