本文關(guān)鍵詞：基于頻率子集的相干快跳頻通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究　出處：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：快跳頻(Fast Frequency Hopping,FFH)是指在每個(gè)調(diào)制碼元時(shí)間內(nèi)存在多個(gè)寬間隔的頻率跳變的技術(shù)。作為無(wú)線通信的主流技術(shù),快跳頻通信因其在抗干擾、抗多徑衰落、抗偵察截獲等方面具有的優(yōu)勢(shì),從一誕生就得到了大量應(yīng)用。正是快跳頻的上述特性,導(dǎo)致其難以實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)。非相干的FFH系統(tǒng)由于不需要信道估計(jì),實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,在FFH系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,但是由于其存在非相干合并損失,頻譜效率低且拓展性有限等局限,因此就迫切需要把相干的調(diào)制解調(diào)技術(shù)應(yīng)用到快跳頻系統(tǒng)中。本論文重點(diǎn)研究了基于頻率子集的相干快跳頻(Subset Based Coherent Fast Frequency Hopping,S-CFFH)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),主要包括:S-CFFH系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和幀格式設(shè)計(jì),無(wú)干擾環(huán)境下的接收處理技術(shù),干擾環(huán)境下的抗干擾合并技術(shù)和干擾抑制技術(shù)。論文主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)部分:首先,給出了S-CFFH的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。S-CFFH實(shí)現(xiàn)了快跳頻系統(tǒng)中的信道估計(jì),在保留FFH系統(tǒng)抗干擾和抗截獲能力的同時(shí)提高了系統(tǒng)的頻譜效率,大大增加了系統(tǒng)的可拓展性。其次,研究了無(wú)干擾環(huán)境下S-CFFH系統(tǒng)的接收處理技術(shù),包括信道估計(jì)、插值算法和相干合并,并仿真分析了上述不同算法在AWGN信道、單徑瑞利衰落信道、典型郊區(qū)信道和典型丘陵信道下的性能。仿真結(jié)果表明,S-CFFH/QPSK系統(tǒng)相對(duì)于FFH/4FSK系統(tǒng)在誤碼率(Bit Error Ratio,BER)和頻譜效率兩方面都展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。再次,研究了S-CFFH系統(tǒng)的抗干擾合并技術(shù)。在理論分析的基礎(chǔ)上,仿真分析了S-CFFH系統(tǒng)在AWGN信道和典型郊區(qū)瑞利衰落信道中,在部分頻帶噪聲干擾和多音干擾環(huán)境下的理想信道估計(jì)和非理想信道估計(jì)ML(Maximum Likelihood)抗干擾合并性能。仿真結(jié)果表明,無(wú)論理想信道估計(jì)還是非理想信道估計(jì),ML合并均優(yōu)于MRC(Maximum Ratio Combining)的抗干擾性能。最后,研究了S-CFFH系統(tǒng)中的干擾抑制技術(shù)。重點(diǎn)分析了基于分組檢測(cè)的脈沖干擾抑制技術(shù)和基于最大似然的頻域干擾抑制技術(shù),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,這兩種干擾抑制技術(shù)能夠有效地抑制脈沖干擾、多音干擾(Multitone Jamming,MTJ)和部分頻帶噪聲干擾(Partial band noise jamming,PBNJ)。在有編碼情況下,干擾抑制的兩種方法中,ML限幅的性能優(yōu)于置零的性能,同時(shí)相比于ML的抗干擾合并技術(shù),S-CFFH系統(tǒng)的干擾抑制技術(shù)在不提升復(fù)雜度的同時(shí),大大提升了其抗干擾性能。
[Abstract]:Fast frequency hopping (Fast Frequency Hopping, FFH) refers to the technique of frequency hopping at a number of wide intervals in each modulation symbol time. As the mainstream technology of wireless communication, fast frequency hopping communication has been widely applied in many fields, such as anti-jamming, anti multipath fading, anti reconnaissance and interception. It is the above characteristics of fast frequency hopping, which makes it difficult to realize channel estimation. Non coherent FFH system without channel estimation, simple implementation, has been widely used in the FFH system, but because of the existence of non coherent spectrum with loss, low efficiency and development limited, so there is an urgent need to apply to the coherent demodulation technology of fast frequency hopping system. This paper focuses on the study of coherent fast frequency hopping based on frequency subset (Subset Based Coherent Fast Frequency Hopping, S-CFFH) key technology, communication system mainly includes: the design and frame format of S-CFFH system, without receiving technology under interference environment, anti-jamming technology and combined with interference suppression technology environment. The main work of this paper is embodied in the following parts: first, the system scheme design of S-CFFH is given. S-CFFH implements channel estimation in fast frequency hopping system, while retaining the ability of FFH system to resist interference and intercept. Meanwhile, it improves the spectrum efficiency of the system, and greatly increases the expansibility of the system. Secondly, on the receiving and processing technology of S-CFFH system without interference environment, including channel estimation, interpolation algorithm and coherent combination, and simulation analysis of the different algorithms in the AWGN channel, the performance of single path Rayleigh channel, channel and typical hilly suburbs typical fading channel. The simulation results show that the S-CFFH/QPSK system shows significant advantages over the FFH/4FSK system in the two aspects of the bit error rate (Bit Error Ratio, BER) and spectrum efficiency. Thirdly, the anti-jamming technology of S-CFFH system is studied. Based on the theoretical analysis, the performance of the S-CFFH system in the AWGN channel and the typical suburban Rayleigh fading channel under the partial band noise and multi tone jamming environment is simulated and analyzed, and the performance of the ideal channel estimation and the imperfect channel estimation ML (Maximum Likelihood) is analyzed. The simulation results show that both the ideal channel estimation and the non ideal channel estimation are better than the MRC (Maximum Ratio Combining) anti-interference performance of the ML. Finally, the interference suppression technology in the S-CFFH system is studied. The pulse jamming suppression technology based on packet detection and the frequency domain interference suppression technology based on maximum likelihood are emphatically analyzed, and the simulation verification is carried out. The simulation results show that these two kinds of interference suppression technologies can effectively suppress pulse jamming, Multitone Jamming (MTJ) and partial band noise Partial band noise jamming. In the two ways of interference suppression with coding, the performance of ML limiter is better than that of zeroing. Meanwhile, compared with the ML's anti-jamming merging technology, the interference suppression technology of S-CFFH system greatly improves its anti-jamming performance without enhancing the complexity.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN914.41

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本文編號(hào)：1340211