基于认知技术的短波OFDM系统窄带干扰消除技术

论文摘要

短波通信具有设备简单、抗摧毁性强和传输距离远等显著优点,是远距离通信不可或缺的一种通信方式。但是,由于短波信道的时变色散特性和频带窄、干扰和噪声严重等固有的缺点,严重制约了短波数据通信的传输速率。OFDM技术具有频率利用率高、通信速率高、抗符号间干扰(ISI)等优点,可以作为提高短波数据传输速率的解决方案。由于短波OFDM系统的频带较宽,很容易受到传统短波电台的干扰,当干扰严重时,信噪比下降达数分贝,误码率增加严重。所以必须对系统中存在的窄带干扰(NBI)进行抑制或消除。本课题首先对短波OFDM系统的相关知识进行了论述,重点是短波信道的特性、OFDM技术和短波OFDM系统;其次,阐述了认知OFDM技术的相关理论;然后,使用Matlab仿真了一种基于Watterson短波信道模型。在上述工作的基础上,本文提出一种基于认知技术的短波OFDM系统窄带干扰消技术,此技术的原理是以频谱感知为基础,在接收端估计OFDM系统中窄带干扰的位置和幅度等信息,然后将受窄带干扰影响的子载波关闭,并通过反馈信道将关闭子载波的信息反馈至发送端,使之在后续的通信过程中关闭这部分子载波。仿真结果证明,在信道估计准确的前提下,采用此消除技术的系统性能指标与无窄带干扰系统的性能指标基本一致,对短波OFDM通信系统的使用具有重要的意义。本文又提出上述窄带干扰消除技术的改进方法,基本思想是只关闭受窄带干扰影响严重的子载波,而在其它受影响的子载波上进行自适应子载波调制,采用低阶的调制技术来降低传输速率。最后,本文提出一种与上述窄带干扰消除技术相适应的反馈链路设计方案,该方案基于自动链路建立(ALE)和差错控制技术,可以最大限度的保证反馈链路的稳定和可靠通信。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 课题目的和意义
• 1.2 国内外研究状况和进展
• 1.3 论文各部分的主要内容
• 2 短波OFDM 系统
• 2.1 短波通信介绍
• 2.2 短波信道传输特性
• 2.3 短波信道的统计特性
• 2.4 OFDM 技术
• 2.5 短波OFDM 系统介绍
• 3 认知OFDM 技术
• 3.1 认知无线电技术概述
• 3.2 认知无线电技术的关键技术
• 3.3 认知OFDM 技术
• 4 短波信道仿真
• 4.1 常用的短波信道模型
• 4.2 Watterson 信道模型
• 4.3 基于Watterson 模型的短波信道仿真
• 5 基于认知技术的短波OFDM 系统窄带干扰消除
• 5.1 基于认知技术的短波OFDM 系统窄带干扰消除系统模型
• 5.2 系统仿真
• 5.3 仿真结果分析
• 5.4 窄带干扰消除方法的进一步改进
• 6 窄带干扰消除技术中的反馈链路设计
• 6.1 自动链路建立（ALE，Automatic Link Establishment）技术
• 6.2 差错控制技术
• 6.3 反馈链路设计
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献