短波频率选择性衰落FSK信号盲同步技术研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bxinliy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
短波通信是军事通信中一种重要的实现远距离数据传输的方式,在短波信道中对突发信号的盲同步是非协作通信中一类棘手的技术难题。依据第二代短波通信协议美军标准MIL-STD-188-141B Appendix A,本文研究了短波频率选择性衰落信道下,短时突发频移键控(Frequency Shift Keying,FSK)信号盲接收同步方案中的关键技术及部分信道参数估计算法。在深入了解第二代自动链路建立系统(The second-generation Automatic Link Establishment,2G-ALE)工作原理和数据结构的基础上,设计出非合作方完整的同步方案,并在实际应用中得到了验证,在短波非协作通信领域具有重要意义。本文第一章对短波信道和课题研究背景做了简要的介绍。本文第二章首先分析了短波信道中存在的存在多径时延、选择性衰落等问题,并结合信道特性进行Watterson建模。然后对短时突发信号、盲处理以及分集技术等有关概念进行了解释。最后介绍了2G-ALE协议中信号发送流程和字结构等相关内容。本文第三章研究了信号存在性检测的问题。传统相关峰捕获的方法不适用于盲信号的处理,因此本文主要对比研究了近年提出的基于能熵比和基于差分相关捕获的方法。本文通过对两种检测方法原理的研究和短波条件下算法特点的分析,提出了短波信道下基于离散短时傅里叶变换(Discrete Short Time Fourier Transform,DSTFT)的多路数据联合判决检测方法,利用FSK信号短时时频特征,结合多路数据以联合判决提取分集增益的方式实现信号的盲识别。这种方法较能使检测性能得到较大的提升,从而提高初期的同步性能。本文第四章首先研究了多路信号同步技术。为了消除分集信号间的时间差异需要进行多路信号同步,由于传统匹配相关的方法抗衰落能力弱且会放大噪声的影响,本文提出基于短波分集信号的时延估计方法,能同时对多信号副本间的相对时延以及短波信道多径时延参数进行估计。该方法利用部分匹配滤波(Partial Matching Filtering,PMF)和大数判决进行改进,可以有效提高算法的抗衰落能力,更好适应短波信道的传输特性。本章还对信号的粗同步算法进行了研究,提出了基于译码搜索的粗同步方法。算法利用编码约束长度内信号具有强相关性的特征,通过滑动试译码结果估计信号位置。通过仿真验证,粗同步在信号存在性检测的基础上进行,可以实现复杂度和性能的平衡,在高精度要求和低信噪比的场景下仍能保持良好的同步性能。本文第五章研究了突发信号的符号同步和精同步技术。传统定时环路存在时延长,复杂度高,收敛性难以保证等问题,本文提出了基于信号频域能量峰值和基于译码反馈两种盲定时方案。前者利用FSK信号频域特征随符号定时位置变化的特点,无需发送信号频点等先验信息即可实现码元同步,后者依据定时误差对译码结果带来的影响进行符号定时。考虑到粗同步的试译码结果可直接用于符号定时,经过性能仿真验证,最终选择基于译码反馈的方法用于符号定时。采样点级别的信号精同步是同步方案的难点,本文提出了基于能量矩阵和误码台阶的精同步方法,还作出2/3大数判决的改进,仿真表明改进后的精同步方法性能大幅跃升。本文设计的信号盲同步方案能适应短波信道低信噪比的通信条件,表现出良好的抗干扰和抗衰落特性,算法通过仿真和实际数据的验证后在C++开发平台上予以实现。第六章对所做工作进行了简单的总结,并对下一步的研究方向进行了展望。
其他文献
随着人类现代社会的进步,我们进行通信的方式也在不停的向先进的方向进行演变,越来越多的新型的无线和有线的通信网络被大规模的部署。因而呈现出多种网络并存的现状,可分配的频谱越来越少,加之频谱资源采用固定分配的方式,其短缺的问题越来越严峻。频谱感知作为认知无线电的基础技术,可以实时对空闲频谱进行观测,为后续次用户采用动态接入技术来利用这些资源提供数据基础,能够大幅度改善现在对频谱资源的利用率低下的困局,
广告点击率预测是在线广告投放过程中的一项重要任务,有助于理解以广告投放平台为代表的系统特性。在线广告运营是通过后台计算与搜索内容相匹配的广告,将其进行精准投放的过程。广告投放机制可以快速增加广告主投放的广告点击率(Click-through Rate,CTR),帮助用户获取优质的资源信息。随着科技的迅猛发展,面对庞大的数据量,高维稀疏的特征,冗余数据构成了更加复杂的广告数据。传统的广告点击率预测方
儿童题材绘画在中国美术史中有着漫长而悠久的历史。随着人们对世界客观规律的认识不断发展进步,当今社会对儿童这一群体的关注更为普遍广泛,使得儿童题材绘画发展迅速,技法
随着国民收入的不断增加和旅游度假需求的迅猛增长,旅游地产逐渐成为一个新兴的投资热点。青岛西海岸经济新区是国家海洋经济发展战略确定建设的新区,旅游资源丰富,因地制宜
分子结构具有平面性、共轭性,分子间易形成有序堆积及较强分子间相互作用(π-π,S-π等)的稠合噻吩类化合物以其优异的光电性能近年来在有机光伏、有机场效应晶体管等领域获
蒸散发(ET)是能量平衡转换的重要因子,更是地球表面水循环的必要环节。河套灌区地处典型干旱地区,蒸散发的时空变化规律研究对农田区合理灌溉、水资源有效利用及区域经济持续
火成岩中常常会出现蚀变现象,对有效储层的识别带来不利影响。目前在火成岩的蚀变机理、蚀变类型以及蚀变伴生现象等方面都有了大量的研究。如何在火成岩储层的识别和评价研
资源任务分配问题是对有限的资源进行分配的决策任务,要求以最小的代价获取最大的收益,在现实生活中有广泛的应用价值。过去,对于资源任务分配问题的研究局限于非线性规划模型,而随着算法设计水平的提高,目前已写出其线性规划模型但其求解方法较为复杂。因此本文以资源任务分配问题的线性模型为基础,旨在为该模型设计更简单的高效求解算法,简化对该模型的求解与理解。首先,本文提出在资源任务分配问题求解中采用精确算法与元
重大工程项目在我国经济社会发展中发挥着基础性和引擎作用,在一些关系国家发展、国计民生的重大工程项目中,由于环境特殊、条件艰苦等恶劣情景下,员工和团队的组织公民行为
随着通信技术的不断发展,传统单一的定位方式已无法满足人们在室内复杂环境中对定位需求,融合多种定位成了当前的研究趋势。超宽带(Ultra Wideband,UWB)因其具有精度高、容量大和抗干扰能力强的特点,迅速成为了近年来研究的热点。同时,超宽带信号拥有较宽的频域带宽,对应的时域信号很短,所以超宽带适合基于测量信号飞行时间的定位方式,如TDOA(Time Difference of Arrival