本文關鍵詞：高性能智能跳頻序列族構建與組網(wǎng)理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：認知跳頻系統(tǒng)具有配置靈活動態(tài)可變、頻譜利用率高、智能抗擾避擾和大容量組網(wǎng)等優(yōu)點,因此,相比于常規(guī)跳頻通信,在復雜電磁環(huán)境中具有更加穩(wěn)健的通信可靠性。作為跳頻通信的關鍵技術之一,跳頻序列的性能對于系統(tǒng)的抗干擾能力至關重要。因此,研究適用于認知跳頻系統(tǒng)的智能跳頻序列技術,是認知跳頻系統(tǒng)發(fā)展的核心問題。智能跳頻序列應當至少具備以下特點:具有優(yōu)秀的綜合性能,滿足跳頻通信低檢測概率(Low Probability Detect,LPD)、低截獲概率(Low Probability Intercept,LPI)的需求;具有動態(tài)可變的頻隙數(shù),使得跳頻系統(tǒng)能夠靈活接入“頻譜空穴”;具有可控的跳頻間隔,使認知跳頻系統(tǒng)對隨機或者惡意干擾具有較好的抵抗能力;支撐大容量同步跳頻組網(wǎng)和低碰撞概率的異步跳頻組網(wǎng)。但是,現(xiàn)有的跳頻序列,由于綜合性能不均衡,參數(shù)無法實時改變,無法直接應用于認知跳頻系統(tǒng)中,因此,生成滿足認知跳頻需求的智能跳頻序列族,是實現(xiàn)認知跳頻系統(tǒng)必須要解決的問題。本論文在給出了認知跳頻系統(tǒng)模型和智能跳頻序列族設計準則的基礎上,分別研究了高頻譜利用率頻隙自適應跳頻序列族理論、抗復雜干擾的寬間隔智能跳頻序列族理論、大容量正交跳頻序列族理論與正交多址接入和跳頻異步多址接入理論,論文主要內容與成果如下:1.針對認知跳頻通信在高動態(tài)復雜信道環(huán)境下自適應智能傳輸?shù)钠惹行枨?本文研究了頻隙自適應的智能跳頻序列族生成方法。該方法根據(jù)認知跳頻通信實時信道感知得出的可用頻隙數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)對跳頻基序列進行偽隨機擾動映射,以生成跳頻頻隙實時可變的智能跳頻序列族。通過數(shù)學特性和統(tǒng)計特性分析證明,推導得到了跳頻序列族均勻性和隨機性與偽隨機映射參數(shù)之間的重要關系。仿真結果表明,頻隙自適應跳頻序列族的系統(tǒng)參數(shù)能夠高動態(tài)自適應變化,并具有均勻性、隨機性、漢明相關性、復雜度、周期性、跳頻間隔、游程特性、敏感性等性能指標,綜合性能優(yōu)于經(jīng)典的Logistic、耦合映像格子、切比雪夫等混沌序列,滿足未來認知跳頻通信高通信的可靠性傳輸需求。2.在復雜電磁環(huán)境中,使用寬間隔跳頻序列能夠有效降低隨機干擾和惡意干擾對于跳頻系統(tǒng)的影響,因此,針對現(xiàn)有的寬間隔跳頻序列由于綜合性能差并且影響跳頻系統(tǒng)同步的問題,本文研究了分類偽隨機擾動映射的寬間隔跳頻序列生成算法。經(jīng)理論分析,證明了該算法生成的寬間隔智能跳頻序列族具有較好的均勻性,同時滿足與狀態(tài)信息的唯一確定性,從而保證跳頻系統(tǒng)的同步概率不下降。經(jīng)過性能仿真,證明了該算法生成的跳頻序列優(yōu)于常用的對偶頻帶法和移位替代法生成的寬間隔跳頻序列。3.由于現(xiàn)有正交跳頻序列存在數(shù)目少、周期短、復雜度等問題,無法滿足高吞吐量、高頻譜效率的正交組網(wǎng)迫切需求。因此,本文提出了一種基于循環(huán)移位替代的正交跳頻序列族產(chǎn)生方法。該方法通過分組密碼迭代,生成足夠多的序列,再對這些序列進行并行正交化處理得到正交跳頻序列族。通過對正交頻分多址接入系統(tǒng)進行分析,得到了系統(tǒng)吞吐量和傳輸時延與通信用戶數(shù)之間的理論表達式,同時從理論上證明了所提的正交跳頻序列具有較好的均勻性。仿真驗證了所提的正交跳頻序列族能夠支持系統(tǒng)實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)吞吐量,且具有較好的均勻性、隨機性、漢明相關性、復雜度、敏感度等理論性能,優(yōu)于目前較常用的無碰撞域正交跳頻序列。4.基于認知跳頻網(wǎng)絡的多用戶接入需求,本文研究了異步多址接入時的網(wǎng)絡性能。首先構造了認知跳頻異步隨機多址接入模型,證明了在異步組網(wǎng)情況下分組正確傳輸概率、系統(tǒng)吞吐量、頻譜利用率、組網(wǎng)容量和分組平均傳輸時延的理論值,分析了跳頻序列均勻性對分組正確傳輸概率的影響以及頻隙數(shù)與頻譜利用率之間的關系。
【關鍵詞】：智能跳頻序列族 頻隙自適應 寬間隔跳頻序列 正交序列族 多址接入網(wǎng)絡
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN914.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符號對照表12-13
• 縮略語對照表13-19
• 第一章 緒論19-31
• 1.1 引言19-24
• 1.1.1 跳頻通信及其面臨的挑戰(zhàn)19-22
• 1.1.2 認知無線電22-23
• 1.1.3 認知跳頻通信23-24
• 1.2 智能跳頻序列24-28
• 1.2.1 跳頻序列24-26
• 1.2.2 認知跳頻對跳頻序列的新需求26-28
• 1.3 主要工作及創(chuàng)新點28-29
• 1.4 論文內容安排29-31
• 第二章 認知跳頻系統(tǒng)模型與智能跳頻序列族31-43
• 2.1 認知跳頻模型及其工作原理31-33
• 2.1.1 認知跳頻定義與模型31-32
• 2.1.2 認知跳頻工作原理32-33
• 2.2 智能跳頻序列33-37
• 2.2.1 智能跳頻序列定義33-34
• 2.2.2 等價設計原理34-37
• 2.3 智能跳頻序列綜合性能檢驗37-42
• 2.3.1 安全性37
• 2.3.2 均勻性37-38
• 2.3.3 隨機性38-39
• 2.3.4 漢明相關性39
• 2.3.5 復雜度39-40
• 2.3.6 游程特性40
• 2.3.7 跳頻間隔特性40-41
• 2.3.8 周期性41
• 2.3.9 多址接入特性41
• 2.3.10敏感性41-42
• 2.4 本章小結42-43
• 第三章 高頻譜利用率頻隙自適應跳頻序列族研究43-55
• 3.1 引言43
• 3.2 任意頻隙映射算法43-44
• 3.3 算法分析44-48
• 3.3.1 數(shù)學基礎44-45
• 3.3.2 均勻性分析45-47
• 3.3.3 隨機性分析47-48
• 3.4 數(shù)據(jù)仿真與分析48-54
• 3.4.1 自適應性48-49
• 3.4.2 均勻性49-50
• 3.4.3 隨機性50-51
• 3.4.4 漢明相關性51
• 3.4.5 游程特性51-52
• 3.4.6 復雜度52
• 3.4.7 跳頻間隔52-53
• 3.4.8 周期性53
• 3.4.9 敏感性53-54
• 3.5 本章小結54-55
• 第四章 抗復雜干擾寬間隔智能跳頻序列族研究55-73
• 4.1 引言55-56
• 4.2 寬間隔跳頻序列的定義與分析56-59
• 4.3 唯一確定性的定義與分析59-62
• 4.4 寬間隔序列族生成算法62-63
• 4.5 性能分析63-66
• 4.5.1 唯一確定性63-64
• 4.5.2 均勻性64-66
• 4.6 性能仿真與分析66-72
• 4.6.1 唯一確定性66-67
• 4.6.2 跳頻間隔67-68
• 4.6.3 均勻性68
• 4.6.4 隨機性68-69
• 4.6.5 復雜度69
• 4.6.6 漢明相關性69-70
• 4.6.7 周期性70
• 4.6.8 組網(wǎng)特性70-71
• 4.6.9 敏感性71-72
• 4.7 本章小結72-73
• 第五章 正交跳頻序列族構建與同步多址接入研究73-87
• 5.1 引言73-74
• 5.2 正交跳頻序列集定義74
• 5.3 基于循環(huán)平移替代的正交跳頻序列族生成算法74-75
• 5.4 性能分析75-78
• 5.4.1 系統(tǒng)吞吐量75-76
• 5.4.2 用戶分組平均傳輸時延76-77
• 5.4.3 均勻性分析77-78
• 5.5 性能仿真78-85
• 5.5.1 系統(tǒng)多址接入性能79-81
• 5.5.2 均勻性81
• 5.5.3 隨機性81-82
• 5.5.4 漢明相關性82-83
• 5.5.5 復雜度83-84
• 5.5.6 跳頻間隔84
• 5.5.7 敏感性84-85
• 5.6 本章小結85-87
• 第六章 智能跳頻序列族異步多址接入理論87-101
• 6.1 引言87
• 6.2 智能跳頻序列多址接入模型87-88
• 6.3 異步多址接入性能分析88-95
• 6.3.1 分組正確傳輸概率88-91
• 6.3.2 系統(tǒng)吞吐量和吞吐效率分析91-92
• 6.3.3 頻譜利用率與組網(wǎng)容量92-94
• 6.3.4 分組傳輸時延分析94-95
• 6.4 性能仿真95-100
• 6.4.1 分組正確傳輸概率95-96
• 6.4.2 跳頻網(wǎng)絡的吞吐量和吞吐效率性能仿真96-98
• 6.4.3 頻譜利用率和組網(wǎng)容量仿真98-99
• 6.4.4 分組傳輸時延仿真99-100
• 6.5 本章小結100-101
• 第七章 結論和展望101-105
• 7.1 研究結論101-103
• 7.2 研究展望103-105
• 參考文獻105-113
• 致謝113-115
• 作者簡介115-117

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 胡江;;基于流密碼算法構造跳頻序列族[J];無線通信技術;2007年01期

  本文關鍵詞：高性能智能跳頻序列族構建與組網(wǎng)理論研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：464249