衰落信道上信道估计、均衡与相干检测技术研究

摘要

短波通信以其机动灵活、抗毁性强、通信距离远等特殊的优点重新引起人们的研究兴趣。短波信道为一典型的衰落信道，信号在经过信道后会发生衰落，关于衰落信道的特性和实现该信道下信息的可靠传输的研究备受关注，本文研究了衰落信道上信道估计、均衡和相干检测技术。 全文在介绍短波通信的基本概念和研究现状后，分析了多经衰落信道的特征，通过仿真实现了经典的Watterson信道模型。模型的仿真结果表明了该实现方案能够全面反映短波信道的多经时延、瑞利衰落、多普勒频移、多普勒扩展、噪声等特性，具备可行性。在此基础上，研究了时域信道估计方法、典型的时域均衡器及其自适应形式、相干检测技术以及与相干检测密切相关的载波与符号同步系统的设计。均衡部分比较了在典型信道上各种均衡器的性能，同时提出了一种联合信道估计和自适应均衡技术的间接均衡方案，该方案可以弥补单独使用确定系数均衡器或自适应均衡器时存在的缺陷，在保证均衡效果的前提下实现快速均衡。同步部分根据模拟锁相环推导并分析了相应的数字锁相环，介绍了各种跟踪环的实现。进一步，利用直接序列扩频技术，我们介绍了一种同步捕获和跟踪设计方案，该方案可以完成信号同步的整个过程。最后利用Matlab/Simulink库设计了数字通信基带仿真系统，包括卷积编码与译码、交织与解交织、导频产生与插入、信道、信道均衡、加扰与解扰、调制与解调。在仿真结果中给出了误码率性能曲线。