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短波通信是无线通信领域一个非常重要的方面,随着通信事业的发展,频谱资源越来越紧张,同时人们也渴望越来越高的数据传输速率,这就要求短波通信向宽带方向发展,短波宽带通信技术也就成为了重要的研究课题。本论文设计了能够在宽带短波环境下表现良好的FFH-OFDM(Fast Frequency Hopping OFDM,快跳频OFDM)系统,并且针对宽带短波信道的特点,设计了相对应的OFDM同步算法。
传统的快跳频OFDM系统中,所有的子载波都参与跳频,而在实际应用中,直流载波和导频载波是不能够参与跳频的。本文针对采用块状和梳状导频结构的OFDM系统都设计了相应的FFH和OFDM结合方式,使得在一个符号间隔内,只有数据符号间发生跳频,为FFH-OFDM系统的实际应用提供了理论基础。同时,引入了跳频粒度(G)的概念,可以通过改变G来实现不同的跳频间隔即不同的分集程度。然后论文在宽带短波信道条件下将快跳频OFDM系统与普通OFDM系统性能进行了仿真对比,结果表明快跳频OFDM系统较之普通OFDM系统有着较大的性能增益,并且可以根据G值在系统跳频速率与性能增益之间进行灵活的折中。
在OFDM系统中,定时同步的准确与否严重影响着系统性能的好坏,而在宽带短波环境下,多径时延对OFDM系统性能的影响更为明显。本论文提出了一种同时具有重复和顶针特性的同步训练序列结构,基于此设计了可以有效对抗宽带短波信道不利影响的同步算法。该算法首先通过训练序列的重复性来进行相关运算,利用连续相关运算峰值来完成信号到达预警。一旦确定信号到达,则利用之前进行的相关运算得到的结果来计算精确同步运算范围,在该运算范围内,利用训练序列帧的顶针特性进行相关运算,在正确的同步位置会得到唯一的最大值,最大程度的消除了多径时延带来的影响。论文在宽带短波信道环境下进行了算法定时测度曲线的仿真分析,该仿真结果表明本文算法更可靠,然后进行了算法整体性能的仿真验证,结果表明新算法较之之前算法有着较大的性能提升。