基于FRFT的單載波均衡技術(shù)在地空通信中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著航空平臺(tái)的高速發(fā)展，人們對(duì)于信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和通信質(zhì)量的要求越來越高。在無線地空通信系統(tǒng)中，由于存在多徑效應(yīng)，信道會(huì)呈現(xiàn)頻率選擇性，這將會(huì)嚴(yán)重影響通信的質(zhì)量。單載波頻域均衡(SC-FDE)系統(tǒng)是一種很好的解決方案，它綜合了OFDM和單載波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，能有效地克服碼間干擾，并能很好的解決OFDM系統(tǒng)中峰均比過高和單載波時(shí)域均衡(SC-TDE)復(fù)雜度過高的缺點(diǎn)，同時(shí)能夠保持與OFDM相似的復(fù)雜度，成為眾多學(xué)者的關(guān)注對(duì)象。本文主要研究了基

2、于UW序列的SC-FDE系統(tǒng)，同時(shí)為了解決傳統(tǒng)均衡算法在多徑強(qiáng)干擾下的不足，引入分?jǐn)?shù)階傅里葉變換，通過最優(yōu)階次的選擇來匹配最佳信道，以達(dá)到提升系統(tǒng)性能的目的。
　　首先，介紹了無線信道的基本特性，并對(duì)影響信道的參數(shù)做了詳細(xì)分析。同時(shí)研究了在不同場(chǎng)景下地空信道的參數(shù)特性，給出了不同環(huán)境下的時(shí)延功率譜和多普勒功率譜模型。在此基礎(chǔ)上，引出地空信道的建模方法，并使用抽頭延時(shí)模型對(duì)地空信道進(jìn)行建模。
　　接著，深入地研究了基于UW序列

3、的單載波頻域均衡系統(tǒng)。推導(dǎo)分析了基于迫零(ZF)準(zhǔn)則和最小均方誤差(MMSE)準(zhǔn)則的均衡算法，并對(duì)基于UW序列的信道估計(jì)進(jìn)行仿真分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明UW塊數(shù)越多，信道估計(jì)的精度越高，但是會(huì)嚴(yán)重影響頻帶利用率。為此，本文提出了一種改進(jìn)的UW序列，使用循環(huán)幀的結(jié)構(gòu)，并對(duì)此進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明改進(jìn)的循環(huán)幀結(jié)構(gòu)，能夠在不浪費(fèi)頻帶資源的同時(shí)，提高信道估計(jì)精度，提升系統(tǒng)的誤碼性能。
　　最后，引入分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的概念，并對(duì)基于FRFT的單

4、載波均衡系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析。利用FRFT的可變性，通過最優(yōu)階次的選取，來匹配最佳信道，提升系統(tǒng)在多徑干擾下的性能。通過對(duì)均衡算法的仿真分析，驗(yàn)證了基于FRFT的均衡算法在單載波均衡系統(tǒng)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)判決反饋的系統(tǒng)性能主要依賴反饋抽頭個(gè)頭，且系統(tǒng)復(fù)雜度比較高，為此本文將復(fù)雜度較低的MMSE-RISIC與FRFT相結(jié)合，提出了基于FRFT的MMSE-RISIC均衡算法，并給出了推導(dǎo)，仿真結(jié)果表明，相比于基于FFT的MMSE-RISI