短波数据通信中的同步与解调

论文摘要

本文主要研究了短波数据通信中的同步与解调技术，并对短波MODEM的软件系统进行了总体设计。首先，短波信道是一种时变恶劣信道，在短波信道中传输数据要受到多径传播、衰落、多普勒频移以及各种噪声的影响，根据短波信道特征，设计了指令数据的帧结构；采用线性调频信号通过匹配滤波器实现快速、可靠的位同步，进行了相应的理论分析和计算机仿真；使用巴克码识别器实现帧同步，巴克码识别器采用软件编程的方法实现；详细阐述了运用离散傅立叶变换(DFT：Discrete Fourier Transform)、移位离散傅立叶变换(SDFT：Shifted Discrete Fourier Transform)、离散短时傅立叶变换(DSTFT：Discrete Short Time Fourier Transform)解调FSK信号的算法，仿真了不同系数参数对解调性能的影响，并根据仿真结果给出了合理的系数选择，重点研究了其抗频偏性能，提出了改进措施；最后，以TMS320C5409高速信号处理器为平台，对短波MODEM软件系统进行了总体设计，给出了同步提取程序流程、调制程序流程和解调程序流程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 短波数字通信系统概述
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 短波信道
• 2.1 短波的传播形式
• 2.2 最高可用频率
• 2.3 影响短波通信的主要因素
• 2.3.1 衰落现象
• 2.3.2 多径效应
• 2.3.3 多普勒频移
• 2.3.4 无线电干扰
• 2.4 数据信号的处理
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统同步方案的设计
• 3.1 位同步的提取
• 3.1.1 常用的位同步方法
• 3.1.2 LFM信号的特征
• 3.1.3 匹配滤波器的特性
• 3.1.4 LFM信号通过匹配滤波器的特点
• 3.1.5 LFM信号的检测
• 3.1.6 位同步的数字实现
• 3.2 帧同步的提取
• 3.2.1 巴克码的特点
• 3.2.2 利用巴克码识别器实现帧同步
• 3.3 本章小结
• 第四章 FSK信号的检测理论
• 4.1 短波 MODEM的调制解调方案
• 4.2 8FSK信号特征
• 4.3 频移键控（FSK）信号解调方法概述
• 4.4 利用 DFT解调 FSK信号的理论分析
• 4.5 利用 SDFT解调 FSK信号的理论分析
• 4.6 利用 DSTFT解调 FSK信号的理论分析
• 4.6.1 短时傅立叶变换的定义及其物理解释
• 4.6.2 短时傅立叶变换的时间、频率分辨率
• 4.6.3 离散短时傅立叶变换
• 4.7 本章小结
• 第五章 FSK信号解调方法研究
• 5.1 基于DFT的数字解调方法研究
• 5.2 基于 SDFT的数字解调方法研究
• 5.2.1 SDFT频率估计与DFT频率估计精度比较
• 5.2.2 SDFT与普通 DFT解调性能对比
• 5.3 基于DSTFT的数字解调方法研究
• 5.3.1 用 DSTFT解调 SFSK信号的算法
• 5.3.2 中值滤波
• 5.3.3 判决点的自适应跟踪
• 5.3.4 大数判决
• 5.3.5 窗函数的选择
• 5.3.6 窗函数宽度的选择
• 5.3.7 抗频偏性能
• 5.3.8 多路 MFSK信号的解调
• 5.4 本章小结
• 第六章 短波MODEM软件系统设计
• 6.1 软件系统的总体设计
• 6.2 MODEM软件系统的详细设计
• 6.2.1 MODEM的位同步提取程序设计
• 6.2.2 MODEM的调制程序设计
• 6.2.3 MODEM的解调程序设计
• 6.3 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 作者在硕士研究生期间发表的论文
• 致谢