多載波通信信號(hào)生成與檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，航空通信在日常生活和軍事應(yīng)用中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。針對(duì)特定干擾環(huán)境中的航空無(wú)線通信，如何有效的對(duì)抗干擾，實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸是需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。本文將認(rèn)知無(wú)線電（Cognitive Radio，CR）系統(tǒng)中較為成熟的非連續(xù)正交頻分復(fù)用（Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing，NC-OFDM）技術(shù)應(yīng)用于航空通信系統(tǒng)，研究抗干擾航空通信中的

2、波形生成與檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)。
　　第一章簡(jiǎn)要介紹了多載波通信的特點(diǎn)與本文的研究背景，介紹了OFDM技術(shù)并提出將NC-OFDM系統(tǒng)應(yīng)用于抗干擾航空通信。
　　第二章主要介紹了航空信道模型和NC-OFDM系統(tǒng)，并對(duì)NC-OFDM波形生成關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析介紹。針對(duì)NC-OFDM系統(tǒng)存在較大峰均功率比（Peak-to-Average Power Ratio，PAPR）的問(wèn)題，研究了一種高效率的噪聲成型PAPR控制算法，仿真驗(yàn)證了其優(yōu)越

3、性。針對(duì)NC-OFDM系統(tǒng)的梳狀導(dǎo)頻圖案，研究了一種低PAPR的導(dǎo)頻波形，能夠大幅降低導(dǎo)頻時(shí)域波形的PAPR值，減小PAPR處理對(duì)導(dǎo)頻的影響。
　　在第三章中，針對(duì)現(xiàn)有OFDM同步算法在強(qiáng)干擾衰落信道中同步性能較差的問(wèn)題，提出了一種新的抗干擾同步算法。本章首先介紹了系統(tǒng)模型，分析了定時(shí)同步誤差與頻偏對(duì)系統(tǒng)性能的影響；然后提出在一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)利用兩個(gè)重復(fù)的恒模零自相關(guān)（Constant AmplitudeZero Auto Co

4、rrelation，CAZAC）序列的時(shí)間頻率同步算法，通過(guò)優(yōu)化訓(xùn)練序列設(shè)計(jì)算法，達(dá)到抑制干擾的目的；通過(guò)設(shè)置相對(duì)門限對(duì)多個(gè)相關(guān)值進(jìn)行聯(lián)合判決，提高定時(shí)同步穩(wěn)定性；利用相關(guān)值進(jìn)行頻偏估計(jì)，既抑制了噪聲又抑制了窄帶干擾對(duì)頻率同步的影響。最后，在航空信道下進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，證明了所提出的同步算法具有良好的同步精度與抗干擾性能，能夠滿足航空通信系統(tǒng)中的抗干擾同步需求。
　　第四章研究干擾環(huán)境中的NC-OFDM信號(hào)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)窄帶干擾

5、環(huán)境中的信號(hào)接收，本章首先對(duì)干擾泄露的原因進(jìn)行了分析，并介紹了一種基于接收機(jī)窗函數(shù)設(shè)計(jì)的干擾抑制方法，在不改變通信鏈路結(jié)構(gòu)的情況下，抑制了干擾泄漏對(duì)鄰近信道的影響。針對(duì)航空通信信道下的NC-OFDM系統(tǒng)，介紹了基于梳狀導(dǎo)頻的信道估計(jì)算法，研究了一種修正的IDFT（Inverse Discrete Fourier Transform）降噪插值算法，提高了信道估計(jì)精度，同時(shí)給出了OFDM系統(tǒng)中的QAM（Quadrature Amplitud

6、e Modulation）信號(hào)軟判決算法。最后，本章針對(duì)所提出的NC-OFDM信號(hào)檢測(cè)算法進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了其優(yōu)越性。
　　第五章針對(duì)航空信道下完整的OFDM鏈路中對(duì)本文提出的算法進(jìn)行仿真分析。首先介紹了鏈路結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)和時(shí)域幀結(jié)構(gòu)；然后在航空信道的各個(gè)場(chǎng)景和各種典型的干擾類型下對(duì)系統(tǒng)誤碼率進(jìn)行了測(cè)試。仿真表明，本文提出的算法能夠在航空信道下獲得良好的傳輸性能，有較強(qiáng)的抗干擾能力，滿足航空通信大容量、抗干擾的系統(tǒng)需求。