在航空通信系統(tǒng)中,成形偏移四相相移鍵控(SOQPSK)信號以其完全恒定包絡、高頻譜利用率、高功率利用率等一系列優(yōu)點被多個國際標準所采用。但是隨著航空通信系統(tǒng)數據傳輸速率的不斷提高,SOQPSK信號在多徑衰落信道中傳輸時,會受到嚴重的碼間干擾的影響,因此在接收機進行信號解調之前必須對其進行均衡以補償多徑衰落信道對信號產生的影響。而單載波頻域均衡(SCFDE:Single Carrier Frequency Domain Equalization)技術可以在保持低峰均比和低頻偏敏感特性的基礎上,以較低的復雜度實現均衡。因此將二者結合起來可以使SOQPSK恒定包絡特性及SCFDE的抗衰落能力最大化,基于SOQPSK的單載波頻域均衡技術的研究具有重要的意義。本文重點研究基于SOQPSK的單載波頻域均衡的以下三個方面:針對SOQPSK-TG信號的循環(huán)數據塊構造,本文首先研究了SOQPSK-TG的信號模型,包括信號描述和狀態(tài)矢量表示。接著,研究了SOQPSK-TG信號循環(huán)數據塊構造的兩種方法:基于狀態(tài)歸零的intrafix符號構造和基于信號狀態(tài)矢量的intrafix符號構造。之后在以上兩種構造方法的基礎上,提出了一種改進的信號狀態(tài)矢量intrafix符號構造。三種方法通過添加一定的附加符號,所構造的數據塊均滿足循環(huán)卷積特性和相位連續(xù)特性;從所需的附加符號開銷而言,所提出的改進的信號狀態(tài)矢量intrafix符號構造方法開銷最小,減少了帶寬的浪費。針對基于SOQPSK-TG信號的SCFDE系統(tǒng)的接收機,本文首先在研究將二進制CPM信號的Laurent PAM分解擴展到三進制CPM信號的基礎上,研究了SOQPSK-TG信號的Laurent PAM分解;接著研究了AWGN信道下,SOQPSK-TG信號基于Laurent PAM分解的四狀態(tài)簡化解調,并進行仿真分析;之后研究了在衰落信道下,SOQPSK-TG單載波頻域均衡分別基于Laurent PAM分解和基于過采樣(不分解)的接收機模型,并對它們進行了仿真與分析。針對基于SOQPSK-TG信號的SCFDE系統(tǒng)的信道估計,本文首先研究了導頻的設計;在此基礎上,接著研究了幾種經典的信道估計算法,理論分析和仿真結果表明頻域估計方法中LMMSE估計性能最好,復雜度最高,LS估計性能最差,復雜度最低;針對頻域LMMSE所存在的缺點,研究了一種只需估計信道時域特性和平均信噪比的改進的頻域LMMSE信道估計算法;理論分析和仿真結果表明,該算法的估計性能在傳統(tǒng)的頻域LMMSE和頻域LS信道估計算法之間,但是它降低了計算復雜度,并且不需知道任何有關信道的先驗信息。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN911.5;V243.1
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 論文的選題背景和意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 SCFDE研究現狀
        1.2.2 SOQPSK結合SCFDE技術研究現狀
    1.3 論文主要內容及結構
第二章 無線信道和CPM單載波頻域均衡的基本理論
    2.1 無線信道的介紹
        2.1.1 無線信道的特性和分類
        2.1.2 無線信道的參數
        2.1.3 無線信道的模型
    2.2 CPM單載波頻域均衡(SCFDE)
        2.2.1 SCFDE傳輸系統(tǒng)原理
        2.2.2 連續(xù)相位調制CPM基礎
        2.2.3 CPM單載波頻域均衡的關鍵技術
    2.3 本章小結
第三章 SOQPSK-TG的循環(huán)數據塊構造
    3.1 SOQPSK-TG信號模型
        3.1.1 SOQPSK-TG信號描述
        3.1.2 SOQPSK-TG狀態(tài)矢量表示
    3.2 SOQPSK-TG的三種循環(huán)數據塊構造方法
        3.2.1 方法1-基于狀態(tài)歸零的intrafix符號構造
        3.2.2 方法2-基于信號狀態(tài)矢量的intrafix符號構造
        3.2.3 方法3-改進的信號狀態(tài)矢量的intrafix符號構造
    3.3 三種構造方法的性能對比與分析
    3.4 本章小結
第四章 SOQPSK-TG單載波頻域均衡的接收機模型
    4.1 Laurent PAM分解
        4.1.1 二進制CPM信號的Laurent PAM分解
        4.1.2 三進制CPM信號的Laurent PAM分解
        4.1.3 SOQPSK-TG信號的Lauren PAM分解
    4.2 SOQPSK-TG基于Laurent PAM分解的線性解調
        4.2.1 基于Laurent PAM分解的四狀態(tài)簡化解調算法
        4.2.2 基于Laurent PAM分解的四狀態(tài)簡化解調器的性能
    4.3 SOQPSK-TG單載波頻域均衡的兩種接收機
        4.3.1 基于Laurent PAM分解的接收機模型
        4.3.2 基于過采樣(不分解)的接收機模型
        4.3.3 兩種接收機模型的性能仿真對比與分析
    4.4 本章小結
第五章 SOQPSK-TG單載波頻域均衡的信道估計技術
    5.1 導頻的設計
        5.1.1 導頻的插入方式及選取
        5.1.2 導頻長度的選取及導頻分塊
    5.2 基于導頻的信道估計算法
        5.2.1 時域LS信道估計算法
        5.2.2 頻域LS信道估計算法
        5.2.3 頻域MMSE信道估計算法
        5.2.4 頻域LMMSE信道估計算法
        5.2.5 改進的頻域LMMSE信道估計算法
    5.3 幾種信道估計算法的性能對比及分析
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
參考文獻
致謝
作者簡介

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本文編號：2830845