论文题目: 卫星重叠通信中的M元扩频技术关键问题研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 褚振勇
导师: 易克初
关键词: 卫星重叠通信,元扩频,非相干检测,正交循环码,快速傅立叶变换
文献来源: 西安电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 所谓卫星重叠通信(简称SOC)是这样一种通信方式,它是隐蔽地与其他卫星通信系统共享透明转发器提供的信道,其信号重叠在那些系统的信号之上,但比它们弱得多而不影响那些系统的正常运行。因此,它可用作为一种应急通信手段,在未经允许的情况下借用可视空域内任一通信或广播电视系统的卫星链路进行通信。SOC系统是一种隐蔽通信系统,因而可以有效地避免敌方对卫星链路的摧毁、有意干扰和窃听。由于SOC的信号极其微弱,信干比很低,所以必须采用一些特殊技术,其中M元扩频技术就是一种有用的技术。本文重点研究M元扩频技术中的一些关键问题,论文的主要贡献如下：采用时频分析方法推导了理想信道条件下单码片成形直扩信号及其解扩信号的短时频谱特性。针对M元扩频码的性能要求,提出了一种通过计算机搜索来获得M元扩频码的方法。同时还提出了一种利用小波包函数构造扩频码的方法,它使用一组正交的小波包基函数作为扩频码的基,用以构造正交的扩频码。详细分析了频偏对零中频非相干解扩解调器误码性能的影响,并提出了一种改进型非相干解扩解调器。仿真结果表明：改进型非相干解扩解调器比常规的解扩解调器能够容忍更大的频偏。此外,还依据向量范数等价性原理,提出了一种基于1范数计算、能有效简化计算的非相干解扩解调算法。传统的M元扩频方式存在选码难度大、接收机复杂度高的问题,这就限制了M元扩频技术的广泛应用。这对该问题,提出了一种基于循环扩频码的M元扩频系统。在该系统中,只需给每个用户分配一条原型扩频码,各个用户的原型扩频码是相互正交或准正交的。每个用户将原型扩频码进行循环移位和极性翻转,构造出M条扩频码,分别对应于K比特数据信息,从而实现M元扩频。采用这种方式所构造的扩频码被称为正交循环码(OCCs)或双正交循环码(BOCCs)。接收机利用一个基于FFT的变换域匹配滤波器就可实现对M元扩频信号的解扩解调。提出了一种适用于时分双工(TDD)上行链路的基于预均衡和正交循环码的M元MC-CDMA系统。移动用户发端使用正交循环码进行M元扩频可降低选码难度。上行链路的M元MC-CDMA信号在传输前经过了预均衡处理,这就使各用户信号在到达基站接收机后的能够保持良好的正交性。基站接收机将接收信号分别与各用户的本地码相乘,然后利用OFDM解调器同时实现M元解扩和多载波解调。与传统的M元MC-CDMA系统或MC-CDMA系统相比较,新系统在误码性能、解扩处理运算量,频带利用率,选码难度和抗多径衰落等方面都具有较强的优势。提出了一种基于单片SAWTDL器件实现的M元扩频接收机方案,它使用正交循环码进行M元扩频,接收端只使用一个SAWTDL器件即可完成M元解扩,避免了器件一致性问题的困扰。同时还提出了一种采用修正的正交循环码的、低复杂度的次最优M元扩频接收机方案,它使用修正的正交循环码进行M元扩频,降低了组合相关干扰,同时使用单片低位SAWTDL器件实现对长扩频码的M元解扩,解决了SAWTDL器件位长受限的问题,而且具有较强的抗频偏能力。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景及意义
1.2 卫星重叠通信的原理
1.2.1 卫星重叠通信的特点
1.2.2 卫星重叠通信的实现方法
1.2.3 卫星重叠通信系统发端结构
1.3 M元扩频技术研究现状及主要问题
1.4 本文的主要内容
本章参考文献
第二章 扩频通信理论分析
2.1 引言
2.2 理论基础
2.2.1 Shannon公式
2.2.2 扩频通信系统的物理模型
2.3 直接序列扩频
2.3.1 系统等效模型
2.3.2 直扩信号的时频分析
2.3.3 处理增益与干扰容限
2.4 M元扩频
2.4.1 M元直接序列扩频
2.4.2 M元多码扩频
2.4.3 M元多载波扩频
2.5 M元扩频码的选择
2.5.1 常用的扩频码
2.5.2 扩频码的选码原则
2.5.3 一种计算机选码方法
2.5.4 扩频码的一种小波包构造方法
2.6 本章小结
本章参考文献
第三章 M元扩频非相干解扩解调器
3.1 引言
3.2 非相干解扩解调器频偏影响分析
3.2.1 零中频非相干解扩解调器
3.2.2 一种改进型非相干解扩解调器
3.2.3 两种非相干解扩解调器的误码性能比较
3.3 非相干解扩解调信号的范数计算方法
3.3.1 最佳非相干接收机
3.3.2 M元扩频信号的非相干接收
3.3.3 非相干解扩解调信号的向量范数
3.3.4 基于FPGA的硬件设计和误码率仿真
3.4 本章小结
本章参考文献
第四章 基于循环扩频码的M元扩频系统
4.1 引言
4.2 正交循环码M元扩频系统
4.2.1 正交循环码的设计
4.2.2 系统模型
4.2.3 差错性能分析
4.2.4 多径的影响
4.3 双正交循环码M元扩频系统
4.3.1 双正交循环码的设计
4.3.2 系统模型
4.3.3 差错性能分析
4.3.4 多径的影响
4.4 M元扩频系统复杂度的比较
4.4.1 计算复杂度
4.4.2 选码的问题
4.5 本章小结
本章参考文献
第五章 基于预均衡的M元MC-CDMA系统
5.1 引言
5.2 系统模型
5.2.1 系统描述
5.2.2 移动用户发端
5.2.3 基站接收端处理
5.3 性能分析与仿真结果
5.3.1 差错性能
5.3.2 定时偏差的影响
5.3.3 解扩处理的运算量
5.3.4 性能比较
5.3.5 尚需研究的问题
5.4 本章小结
本章参考文献
第六章 基于SAWTDL器件的M元扩频系统
6.1 引言
6.2 SAWTDL器件
6.2.1 SAWTDL器件结构
6.2.2 SAWTDL器件工作原理
6.2.3 实际应用中存在的问题
6.3 基于单片SAWTDL器件的M元扩频系统(一)
6.3.1 方案模型
6.3.2 性能分析
6.3.3 数据仿真结果
6.4 基于单片SAWTDL器件的M元扩频系统(二)
6.4.1 方案模型
6.4.2 性能分析
6.5 本章小结
本章参考文献
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
攻读博士学位期间取得的研究成果
攻读博士学位期间参与的科研项目
发布时间: 2010-08-25
参考文献
- [1].M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究[D]. 曾志斌.西安电子科技大学2010
- [2].二维块扩频CDMA技术在宽带无线通信中相关问题的研究[D]. 于启月.哈尔滨工业大学2010
- [3].基于扩频编码的无源光网络关键技术研究[D]. 梁思远.北京邮电大学2012
- [4].并行组合扩频超宽带通信系统的关键技术研究[D]. 姜晓斐.哈尔滨工程大学2012
- [5].集成电路EMI的数字电流扩频模型与技术[D]. 郭海燕.电子科技大学2011
- [6].精密扩频测距抗干扰关键技术研究[D]. 瞿智.国防科学技术大学2016
- [7].统一扩频测控系统中关键技术研究[D]. 赵楠.哈尔滨工业大学2011
- [8].基于混沌扩频的水声通信技术研究[D]. 黄晓萍.哈尔滨工程大学2007
- [9].CDMA扩频通信系统中的编码方法研究[D]. 文红.西南交通大学2004
- [10].移动扩频水声通信及多址技术研究[D]. 杜鹏宇.哈尔滨工程大学2016
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- [3].M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究[D]. 曾志斌.西安电子科技大学2010
- [4].宽带卫星移动通信小波包分复用传输关键技术研究[D]. 仲伟志.哈尔滨工业大学2010
- [5].直接序列扩频信号的截获分析研究[D]. 牟青.电子科技大学2010
- [6].编队小卫星星间通信系统设计方法研究[D]. 吴国强.哈尔滨工业大学2009
- [7].卫星通信网络跨层资源管理方法研究[D]. 李陆.哈尔滨工业大学2009
- [8].DS-COMA小卫星通信关键技术研究及星上交换系统的实现[D]. 何世彪.重庆大学2003
- [9].采用直扩（DSSS）和跳频（FHSS）技术的扩频收发信机及载波恢复研究[D]. 马晋毅.天津大学2004
- [10].复杂环境下扩频信号参数估计和识别[D]. 沈雷.浙江大学2007