SNCK通信系統(tǒng)的波形優(yōu)化與接收方法研究.pdf

1、隨著社會信息化程度的加深,對通信系統(tǒng)容量、質(zhì)量和不同場景適應(yīng)能力的需求越來越高。本文借鑒甚小線性調(diào)頻鍵控(Very Minimum Chirp Keying,VMCK)的技術(shù)思路,利用調(diào)頻信號的強多徑分辨力和多普勒頻移抑制力,提出一種新型的非單頻波數(shù)字帶通調(diào)制方法——正弦型非線性切譜鍵控(Sine Non-linear Chirp Keying,SNCK);并重點從波形優(yōu)化設(shè)計和高效接收方法兩個層面開展研究。
　　首先,提出兩種基

2、于非線性調(diào)頻信號的數(shù)字帶通調(diào)制方法——對稱升余弦鍵控(Symmetric Raised Cosine Keying,SRCK)、正弦型非線性切譜鍵控(SNCK);構(gòu)建兩種調(diào)制方法的數(shù)學模型;通過理論推導(dǎo)和仿真分析,研究兩種已調(diào)信號的相關(guān)特性、頻域特性和抗噪特性。最終,選取SNCK作為本文后續(xù)研究的對象。
　　其次,重點研究SNCK調(diào)制的參數(shù)配置與已調(diào)信號波形樣本間相關(guān)性的內(nèi)在關(guān)聯(lián);建立SNCK已調(diào)信號波形樣本相關(guān)性的數(shù)學模型,并推

3、導(dǎo)了波形正交需滿足的條件,分析了單調(diào)頻周期和多調(diào)頻周期SNCK已調(diào)信號的正交性。針對雙重三角函數(shù)積分運算問題,引入第一類貝塞爾函數(shù)公式,推導(dǎo)SNCK已調(diào)信號波形樣本的互相關(guān)系數(shù)表達式。在分析單調(diào)頻周期SNCK已調(diào)信號正交性的基礎(chǔ)上,提出具有最小D值(即最大頻帶利用率)的正交正弦型非線性切譜鍵控(Orthogonal SineNon-linear Chirp Keying,OSNCK)調(diào)制方法,并分析其已調(diào)信號頻域特性及相干解調(diào)誤碼率性能

4、。
　　再次,以提高噪聲抑制能力、頻帶利用率為目標,重點研究SNCK記憶性調(diào)制和已調(diào)信號線譜去除技術(shù)。通過在SNCK已調(diào)信號碼元間引入記憶性,提出一種記憶性正弦型非線性切譜鍵控(Memory SineNon-linear Chirp Keying,MSNCK)調(diào)制方法;該方法利用維特比譯碼算法的思路進行解調(diào),通過增加碼元間的記憶長度,進而提高系統(tǒng)的抗噪性能。同時,提出基于正交正弦基擬合方法的SNCK已調(diào)信號諧波線譜去除方法;該方法

5、具有提高SNCK已調(diào)信號頻帶利用率的特點,并可提高信號的抗噪性能。
　　最后,為了進一步提高信道適應(yīng)能力,重點研究SNCK通信系統(tǒng)的接收方法。采用SNCK已調(diào)信號分段近似為線性調(diào)頻(Linear Frequency Modulation,LFM)信號的方法,利用LFM信號和噪聲在分數(shù)階傅里葉變換(Fractional Fourier Transform,FRFT)域聚斂特征的差異,提出基于FRFT域的前置濾波方法;理論推導(dǎo)及仿真分