散射信道下CPM频域均衡关键技术研究

摘要

对流层散射信道由于其通信距离远、传输容量大，而且具有较好的保密性、方向性以及抗干扰能力强等特点而备受军事通信及应急通信领域关注。不过对流层散射信道同时也是个严重的时变多径衰落信道，在这种情况下，单载波频域均衡(Single Carrier Frequency Domain Equalization, SC-FDE)技术的出现引起对流层通信领域关注，其为抵抗信道多径衰落提供了一个高效的低复杂度的解决方案。而且由于多进制连续相位调制(Continuous Phase Modulation, CPM)信号的包络恒定、相位连续、频谱利用率以及功率效率高，从而将两者相结合发挥各自优势具有很好的应用前景。同时， CPM加入串行级联编码可以大幅度提高通信性能。因此本文主要研究对流层散射信道下多进制CPM信号与频域均衡结合的方法。
　　论文首先总结了对流层散射信道的基本特性包括损耗特性以及衰落特性，并利用信道特性以及信道模型，给出了对流层散射信道的七径仿真模型。同时针对散射信道特性分析对通信方式的要求，选用性能较好的调制方式CPM以及均衡技术SC-FDE，然后对SC-FDE技术的传输系统以及两种均衡算法进行了研究分析并给出散射信道下的仿真性能。
　　其次研究了一种基于混沌交织的多进制CPM过采样频域均衡技术。首先利用相位归零法设计多进制CPM信号的帧结构来保持相位连续，然后针对不分解的多进制CPM信号，采用过采样频域均衡算法进行均衡，并利用维特比算法解调，对比分析了散射信道下的仿真性能。同时在此基础上结合基于Baker map的混沌交织算法，通过对发送信号序列进行交织，得到低相关性的置换序列，相比传统块交织方法有效提升了系统性能。
　　最后研究了一种基于脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation, PAM)分解的串行级联连续相位调制(Serially Concatenated Continuous Phase Modulation, SCCPM)频域均衡的方法。通过对多进制CPM信号加入串行级联卷积编码，在PAM分解的基础上进行频域均衡，并在此基础上结合一种基于Logistic映射的混沌-模2交织方法，相比常用的伪随机交织方法对系统误比特率性能有所提高。收端则采用对数最大后验概率(Log Maximum A Posteriori, Log-MAP)算法进行软输入软输出(Soft-In Soft-Out, SISO)迭代译码，并与另一种复杂度低的软输出维特比算法(Soft-Output Viterbi Algorithm, SOVA)进行对比分析。本方案与未编码的CPM信号频域均衡系统相比，在散射信道下系统仿真性能得到大大改善。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究发展现状

1.3本文主要研究内容及章节安排

第二章 对流层散射信道特性及SC-FDE技术研究

2.1对流层散射信道分析

2.2 SC-FDE技术研究

2.3本章小结

第三章 多进制CPM信号的频域均衡

3.1 CPM基本理论

3.2多进制CPM频域均衡系统模型

3.3系统帧结构设计

3.4交织算法

3.5 CPM过采样频域均衡算法

3.6 CPM维特比解调算法

3.7系统性能仿真分析

3.8本章小结

第四章 基于PAM分解的SCCPM频域均衡

4.1 SCCPM系统分析

4.2基于PAM分解的SCCPM频域均衡系统

4.3本章小结

第五章 总结和展望

5.1本文主要贡献

5.2下一步工作建议及未来研究方向

参考文献

致谢

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