基于非相干解调的SNCK通信系统设计与实现

论文摘要

随着公共交通工具速度的不断提升和高速承载器的产生,人们对处在高速运动状态下的通信质量需求越来越高,为此,产生许多新型的无线通信模式和先进的通信信号处理技术来抑制由高动态场景而带来的多普勒频移。相比于单频波调制技术,非单频波调制技术以其自身强抗多普勒频移能力而备受研究者关注。本文通过分析一种新型非单频波数字调制技术——正弦型非线性切普键控（Sine Non-linear Chirp Keying, SNCK）,提出SNCK调制技术的非相干解调技术,通过软件平台分析SNCK非相干解调通信系统性能,最后在硬件验证平台验证其可行性。本论文的主要研究内容如下所述:首先,介绍SNCK调制技术原理,通过Matlab软件仿真分析SNCK已调信号相干解调和非相干解调在高斯白噪声信道下的误码率性能,研究非相干解调的理论和多普勒效应信道模型,分析SNCK技术非相干解调的抗多普勒频移能力。其次,构建基于非相干解调的SNCK通信系统软件仿真平台,通过Matlab仿真分析SNCK信源、高斯白噪声信道、多普勒频移信道模型、正交数字下变频、CORDIC鉴频法、抽样判决器各模块性能,分析非相干解调误码率性能。最后,构建基于FPGA的非相干解调SNCK通信系统硬件实现平台,从硬件实现和测试的角度验证基于非相干解调的SNCK通信系统的可行性和有效性,证明SNCK非相干解调技术的工程实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 遥测技术
• 1.2.2 强多普勒抑制技术
• 1.2.3 非单频波数字调制技术
• 1.3 研究内容的提出
• 1.4 章节安排
• 第2章 SNCK调制技术在强多普勒场景中的优势
• 2.1 SNCK调制技术
• 2.1.1 SNCK技术原理
• 2.1.2 SNCK已调信号的生成
• 2.2 强多普勒频移信道建模
• 2.2.1 SNCK已调信号加多普勒频移模型
• 2.3 基于非相干解调的LFM技术性能分析
• 2.4 基于相干解调的SNCK技术性能分析
• 2.5 基于非相干解调的SNCK技术性能分析
• 2.6 对比分析
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于非相干解调的SNCK通信系统软件仿真
• 3.1 SNCK通信系统方案
• 3.1.1 系统指标
• 3.1.2 遥测系统中的分类
• 3.2 SNCK调制信号特征
• 3.2.1 PCM信号
• 3.2.2 SNCK信源
• 3.3 SNCK接收机各模块分析
• 3.3.1 中频数字滤波器
• 3.3.2 正交数字下变频器
• 3.3.3 鉴频器
• 3.3.4 码内差分频移抵消
• 3.3.5 SNCK非相干解调系统性能仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于非相干解调的SNCK通信系统硬件实现
• 4.1 硬件平台整体设计
• 4.1.1 硬件平台设计思想
• 4.1.2 硬件各模块参数
• 4.1.3 硬件核心芯片的选取
• 4.1.4 整体硬件平台方案
• 4.1.5 系统工作流程
• 4.2 发端模块的设计与实现
• 4.2.1 发端硬件模块的设计和实现
• 4.2.2 发端软件模块的设计和实现
• 4.3 收端处理板的设计和实现
• 4.3.1 收端硬件模块的设计和实现
• 4.3.2 收端模块的软件设计和实现
• 4.4 硬件平台测试
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科研成果
• 致谢