多径瑞利衰落信道下跳频通信系统的仿真研究

论文摘要

跳频通信作为扩频通信体制中的一种重要类型,有出色的抗干扰、抗衰落能力,且保密性高,在军用通信和民用通信中都得到了广泛的应用。跳频同步是跳频通信的关键技术之一,其设计的好坏,将直接影响系统性能的优劣。跳频的同步分成捕获和跟踪两个阶段进行,本文主要针对跳频同步的跟踪阶段展开研究,即对多径瑞利衰落信道下跳频通信系统存在时间同步误差情况下的同步跟踪性能以及系统的误码率性能进行了深入的研究。本文首先介绍了课题的研究意义和跳频技术的国内外研究现状,接着简述了跳频通信系统基本原理,跳频通信中的关键技术,重点介绍了跳频系统的同步技术。随后着重基于Hong Zhao等人在多径瑞利衰落信道下跳频通信系统同步跟踪性能的理论分析,研究并验证了在多径瑞利衰落信道下,时间同步误差估计值的均值和方差比高斯白噪声信道下的结果更接近理想情况,说明在多径瑞利衰落信道下由于多径时间分集因此能改善跳频系统同步跟踪的性能。然后以MATLAB7.0/SIMULINK软件为仿真工具,搭建了多径瑞利衰落信道下跳频通信系统同步跟踪仿真平台,并利用该仿真平台进行大量的仿真实验,仿真结果证明多径瑞利衰落确实能改善跳频系统同步跟踪的性能。最后建立了多径瑞利衰落信道下跳频通信系统仿真平台,仿真研究了系统存在收发时间同步误差情况下的系统误码率,仿真结果表明即使存在时间同步误差,相比于高斯白噪声信道,跳频系统误码率性能在多径瑞利衰落信道下变差,但是相比于单径的瑞利衰落信道,误码率性能在多径情况下有所改善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 跳频技术的国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 跳频技术的国内外研究现状
• 1.2.2 跳频通信的发展趋势
• 1.3 论文主要工作及章节安排
• 第2章 跳频通信系统原理
• 2.1 跳频通信概述
• 2.1.1 跳频通信基本原理
• 2.1.2 跳频通信系统的特点
• 2.2 跳频通信中的关键技术
• 2.2.1 频率合成器的设计
• 2.2.2 跳频图案的设计
• 2.2.3 跳频同步
• 2.3 跳频通信系统的同步
• 2.3.1 跳频系统的同步过程
• 2.3.2 跳频同步常用的方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 多径瑞利衰落信道下跳频系统同步跟踪性能的研究
• 3.1 无线信道概述
• 3.1.1 无线信道对信号的影响
• 3.1.2 多径瑞利衰落信道模型
• 3.2 超前-滞后谱估计法
• 3.3 跳频系统时间同步误差估计值的均值和方差
• 3.4 数值结果分析
• 3.4.1 时间同步误差估计值的均值结果分析
• 3.4.2 时间同步误差估计值的方差结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 多径瑞利衰落信道下跳频系统同步跟踪性能的仿真研究
• 4.1 基于SIMULINK的跳频同步跟踪系统仿真平台构建
• 4.2 仿真结果分析
• 4.2.1 时间同步误差估计值的均值结果分析
• 4.2.2 时间同步误差估计值的方差结果分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 多径瑞利衰落信道下跳频系统BER性能的仿真研究
• 5.1 基于SIMULINK的跳频通信系统仿真平台的搭建
• 5.2 直接数字频率合成器（DDS）原理及其实现
• 5.3 BFSK调制解调器实现
• 5.3.1 BFSK解调原理
• 5.3.2 非相干数字正交解调的最小频率间距
• 5.4 跳频通信系统仿真结果与分析
• 5.4.1 仿真参数以及信道条件设置
• 5.4.2 系统误码率分析与比较
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果