隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,信息戰(zhàn)爭已經(jīng)成為軍事發(fā)展的必然趨勢,然而在軍事戰(zhàn)爭中,復(fù)雜的電磁環(huán)境和敵方干擾都對軍用通信系統(tǒng)的可靠性造成惡劣影響。擴頻通信作為軍事通信領(lǐng)域主要的無線通信抗干擾體制,具有良好的抗截獲和抗干擾性能,但隨著敵方干擾強度的不斷提高,傳統(tǒng)擴頻技術(shù)必然要有所突破,需要深入研究新型的多域聯(lián)合綜合抗干擾技術(shù)。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)能夠大幅度增強通信系統(tǒng)的可靠性并抑制信道衰落,從而增強通信系統(tǒng)的抗干擾能力。針對以上研究背景,本文開展了對多域聯(lián)合MIMO通信抗干擾技術(shù)的研究,建立了全新的直擴空時多輸入多輸出(Direct Spread Space-Time MIMO,DSST-MIMO)通信系統(tǒng)和空時直擴多輸入多輸出(Space-Time Direct Spread MIMO,STDS-MIMO)通信系統(tǒng),這兩種系統(tǒng)分別基于本文提出的直擴空時(Direct Spread Space-Time,DSST)編譯碼算法和空時直擴(Space-Time Direct Spread,STDS)編譯碼算法,實現(xiàn)信息在空間域、時間域和功率域的多域聯(lián)合傳輸,極大增強通信系統(tǒng)的抗干擾能力。在理想信道下對通信系統(tǒng)進行初步仿真可驗證,2發(fā)1收天線規(guī)模下這兩種通信系統(tǒng)的性能相似,但STDS算法比DSST算法更復(fù)雜;又驗證2發(fā)1收和4發(fā)4收天線規(guī)模的DSST-MIMO通信系統(tǒng)相比于空時分組碼(Space-time Block Code,STBC)通信系統(tǒng)和直接序列擴頻(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)通信系統(tǒng),具有顯著的抗干擾優(yōu)越性。為了進一步驗證DSST-MIMO通信系統(tǒng)的抗干擾性能,本文選取三種軍用通信典型干擾(寬帶干擾、單音干擾和脈沖干擾)分別加入通信信道對系統(tǒng)實施干擾。分析寬帶干擾、單音干擾和脈沖干擾的干擾原理和不同干擾因素對干擾強度的影響,并選取2發(fā)1收和4發(fā)4收天線規(guī)模的DSST-MIMO通信系統(tǒng),仿真得到在這三種干擾下的信干比-誤碼率曲線,并對比STBC通信系統(tǒng)和DSSS通信系統(tǒng),對DSST-MIMO通信系統(tǒng)抗干擾性能的優(yōu)越性作出具體分析,分析結(jié)果驗證了多域聯(lián)合MIMO通信系統(tǒng)的抗干擾優(yōu)越性。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN975
【部分圖文】：

有利于防止信息被竊聽。除上述一些特點外，由于信號在擴頻之后占據(jù)的頻帶很寬，頻譜成分同時衰落的可能性比較小，并不會使信號產(chǎn)生嚴重畸變，所以擴頻通信的抗衰落能力很強。另外，擴頻通信系統(tǒng)對非線性失真不敏感，所以非常適用于需要硬限幅器的系統(tǒng)中。擴頻技術(shù)一般可以分為三類：第一類是直接序列擴頻系統(tǒng)，用高速偽隨機序列擴展低速發(fā)送信息序列，擴展后的信號帶寬遠大于原信息序列帶寬；第二類是頻率跳變系統(tǒng)，發(fā)射機頻率（載波頻率）的跳變受控于偽隨機序列，按照偽隨機序列的指令（預(yù)先指定的頻率）隨機離散地跳變；第三類是線性調(diào)頻或“鳥聲”調(diào)制，載波頻率在一連續(xù)時間上線性變化掃過寬頻段[25]。在上述各類擴頻系統(tǒng)中，直接序列擴頻（后文簡稱直擴）是使用最普遍的一種，也是本文重點研究的一種，下面主要介紹這種擴頻技術(shù)。2.1.2 直擴通信組成及分析直擴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理方框圖如圖 2.1 所示。

無論有多少根發(fā)射天線，都只經(jīng)歷 1 次擴頻和 1 次編碼。顯而 DSST 通信系統(tǒng)過程更繁瑣，而且發(fā)射天線越多，繁瑣性更高能一樣時，本文選擇一種更簡便的 DSST 通信系統(tǒng)作為研究重-MIMO 通信系統(tǒng)仿真-MIMO 通信系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析證本文 DSST-MIMO 通信系統(tǒng)的通信性能，按照上節(jié)的參數(shù)設(shè) 1 收和 4 發(fā) 4 收。擴頻碼是 m 序列和 Gold 序列，線性反饋移值為[1，1，1，1，1]，m 序列本原多項式為5 2f ( x ) x x 1 序列，兩個本原多項式分別為5 3f ( x ) x x 1和5 4f ( x ) x x益是 15dB。道下天線規(guī)模為 2 發(fā) 1 收時，STBC 系統(tǒng)、DSSS 系統(tǒng)、DSST-m 系率曲線如圖 3.10 所示，天線規(guī)模為 4 發(fā) 4 收時，DSSS 系統(tǒng)、和 DSST-g 系統(tǒng)的誤碼率曲線如圖 3.11 所示。

3.11 天線 4 發(fā) 4 收時 DSSS、STBC、DSST-m 與 DSST-g 通信系統(tǒng)性能中曲線可以得知： 3.10 和圖 3.11 都能發(fā)現(xiàn)，無論收發(fā)天線數(shù)量是 2 發(fā) 1 收還是統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的 STBC 系統(tǒng)和 DSSS 系統(tǒng)有顯著的優(yōu)越性，術(shù)都有良好的抗干擾性能。在圖 3.10 中天線規(guī)模是 2 發(fā) 1 收時 系統(tǒng)誤碼率要低于 STBC 系統(tǒng)，這意味著 DSSS 系統(tǒng)性能相比好，說明這種情況下直擴增益要優(yōu)于分集增益；而在圖 3.11 中在同一信噪比下，STBC 系統(tǒng)誤碼率要低于 DSSS 系統(tǒng)，這意味于 DSSS 系統(tǒng)性能會更好，說明這種情況下分集增益要優(yōu)于直益會受到展寬頻譜的倍數(shù)等參數(shù)的影響，分集增益會受到天線益或大或小都與多域聯(lián)合 MIMO 通信系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置有關(guān)，別有各自的優(yōu)勢。 3.10 中可以看出，當天線規(guī)模為 2 發(fā) 1 收時，在誤碼率為1 系統(tǒng)和 DSSS 系統(tǒng)所對應(yīng)的信噪比分別約是 6dB、20dB 和 1

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本文編號：2811843