短波信道下多载波跳频通信技术研究

论文摘要

短波常规跳频通信技术体制存在一些问题,如跳速低、频点少、带宽窄、信息传输速率低等,因此其难以满足未来军事和民用短波跳频通信的需求。为解决此问题,本文对多载波跳频通信技术进行了研究。该技术利用OFDM调制实现多频点跳频通信,与常规跳频通信相比,其具有实现简单,可以方便地提高跳速、增加系统跳频点数、增大系统带宽、提高信息传输速率,并且可以提高系统频谱利用率等优点。本文对多载波跳频通信技术的若干关键技术进行了研究和探讨,包括基于单载波跳频码序列的多载波跳频码序列设计技术、基于多支路基带合并技术的短波宽带系统实现技术和基于训练符号匹配滤波的短波信道下符号检测技术等。最后本文使用Xilinx公司的XC2S100E FPGA进行了多载波跳频电台原理样机设计。实验结果表明,使用FPGA芯片可以很简单地实现基带多载波跳频通信,从而可简化跳频电台的设计复杂度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源与背景
• 1.2 主要研究内容
• 1.3 章节安排
• 第二章 短波常规跳频通信
• 2.1 短波通信特点
• 2.2 短波信道模型
• 2.2.1 短波在电离层中的传播特性
• 2.2.2 短波信道模型
• 2.3 短波常规跳频通信
• 2.3.1 系统模型
• 2.3.2 跳频图案与伪随机序列
• 2.3.3 跳频增益
• 2.3.4 跳频系统的同步
• 2.4 短波常规跳频通信体制存在的问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 短波多载波跳频通信
• 3.1 跳频系统的OFDM 调制实现
• 3.1.1 OFDM 调制实现跳频通信的系统模型
• 3.1.2 OFDM 调制实现跳频信号的时频分析
• 3.1.3 OFDM 调制实现跳频通信的好处
• 3.2 短波多载波跳频通信系统
• 3.2.1 多载波跳频通信系统模型
• 3.2.2 多载波跳频通信系统参数估算
• 3.2.3 多载波跳频信号的时频分析
• 3.3 短波多载波跳频通信的关键技术分析
• 3.3.1 多载波跳频码设计
• 3.3.2 短波宽带系统实现技术
• 3.3.3 系统同步技术
• 3.3.4 窄带干扰抑制技术
• 3.3.5 信道估计技术
• 3.4 本章小结
• 第四章 短波多载波跳频通信关键技术研究
• 4.1 多载波跳频码设计
• 4.1.1 常用单载波跳频码
• 4.1.2 多载波跳频码设计
• 4.2 短波宽带系统实现技术
• 4.3 短波信道下的符号检测技术探讨
• 4.4 本章小结
• 第五章 多载波跳频电台的 FPGA 设计
• 5.1 可编程逻辑器件
• 5.1.1 可编程逻辑器件的分类
• 5.1.2 FPGA 的结构特点
• 5.2 基于ISE 的FPGA 设计流程
• 5.3 多载波跳频电台设计
• 5.3.1 基于FPGA 的电路板设计
• 5.3.2 多载波跳频电台原理结构
• 5.3.3 发射机样机的FPGA 设计
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果