高速率对流层散射通信的合并技术研究

论文摘要

对流层散射通信具有单跳通信距离远、可靠性高、保密性好和抗核爆能力强等优点，因而在军事和民用通信领域得到越来越广泛的应用。本文在窄带散射通信系统的基础上，研究了高速率散射通信的合并技术，提出了一些改进算法，能够有效提高系统的性能，满足不同散射通信业务的要求。首先研究了窄带散射通信系统的最大比合并算法，推导出最大比合并的加权系数为各支路的复信道增益的共轭，这符合匹配滤波器理论，因此能取得最大的输出信噪比，与传统的依据各支路信噪比进行合并相比，算法更加简单。为了满足不同散射通信业务的要求和降低最大比合并的计算量，提出了一种基于信噪比门限的最大比合并算法，这种算法根据接收信号信噪比的概率密度函数和用户的不同要求，相应地调整门限值，选择信噪比高于门限的支路进行最大比合并，能在保持系统性能的同时，有效降低系统的计算量。中等传输速率对流层散射通信系统存在着符号间干扰和信道深衰落问题，本文根据最小均方误差准则，推导了一种时域分集合并与均衡联合算法，这种算法把各支路信号经过信道匹配滤波后合并，对合并后的信号进行联合均衡，在使得输出信噪比最大化的同时，有效地消除系统的符号间干扰，这样可以把现有的窄带系统升级到兆比特通信系统，且具有稳定可靠的性能。宽带对流层散射通信系统存在着更严重的符号间干扰和信道深衰落问题，本文把单载波频域均衡技术引入宽带对流层散射通信系统，提出了一种频域分集合并与均衡联合算法，这种算法把信号在频域最大比合并后进行联合均衡，在最大化输出信噪比的同时，有效地消除了系统的符号间干扰。由于合并和均衡都在频域进行处理，所以对于宽带信号，这种算法计算量小，实现简单，能够把散射通信的传输速率提高到十兆比特每秒以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1. 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.1.1 对流层散射通信发展概况
• 1.1.2 对流层散射通信的优点
• 1.1.3 选题的意义
• 1.2 宽带移动通信的关键技术
• 1.3 本文主要内容和结构安排
• 2. 对流层散射信道
• 2.1 对流层散射传播理论
• 2.2 对流层散射传播特性
• 2.2.1 传播路径损耗
• 2.2.2 慢衰落特性
• 2.2.3 快衰落特性
• 2.2.3.1 由多径传播引起的时延扩张
• 2.2.3.2 由多普勒效应造成的频率偏移
• 2.2.3.3 瑞利衰落
• 2.3 离散信道模型
• 2.4 本章小结
• 3. 窄带对流层散射通信的合并技术
• 3.1 分集接收概述
• 3.1.1 分集的性能
• 3.1.2 分集的类型
• 3.1.3 窄带对流层散射通信中的分集
• 3.1.4 分集的失效
• 3.2 最大比合并
• 3.2.1 系统模型
• 3.2.2 最大比合并的性能
• 3.2.3 性能仿真与分析
• 3.3 选择性最大比合并
• 3.3.1 信道与信噪比联合估计算法
• 3.3.2 固定支路数最大比合并
• 3.3.3 基于信噪比门限的最大比合并
• 3.3.4 性能仿真与分析
• 3.4 本章小结
• 4. 中等传输速率对流层散射通信的合并技术
• 4.1 信道均衡技术
• 4.1.1 具有ISI信道的离散时间模型
• 4.1.2 线型均衡技术
• 4.1.2.1 迫零均衡器
• 4.1.2.2 最小均方误差均衡器
• 4.1.3 判决反馈均衡器
• 4.2 时域分集合并与均衡联合算法
• 4.2.1 时域分集合并与均衡联合算法模型
• 4.2.2 时域分集合并与均衡联合算法的误码率
• 4.3 性能仿真与分析
• 4.4 本章小结
• 5. 宽带对流层散射通信的合并技术
• 5.1 单载波频域均衡技术
• 5.1.1 单载波频域均衡系统
• 5.1.2 单载波频域均衡算法
• 5.2 频域分集合并与均衡联合算法
• 5.2.1 频域分集合并与均衡联合算法模型
• 5.2.2 频域分集合并与均衡联合算法的性能
• 5.2.2.1 频域分集合并与均衡联合算法的符号错误概率
• 5.2.2.2 频域分集合并与均衡联合算法的计算复杂度
• 5.2.3 性能仿真与分析
• 5.3 自适应频域分集合并与均衡联合算法
• 5.3.1 自适应频域分集合并与均衡联合算法模型
• 5.3.2 性能仿真与分析
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献