Reed-Solomon码在无线问答信号设计中的应用

摘要

无线信号问答是协同式敌我识别系统进行身份认证的主要手段。为解决无线问答信号传输过程中的可靠性问题，提高识别概率，本文把Reed-Solomon码应用到无线问答信号集设计中，结合扩频技术，提出了一种RS编码PPK信号结构的无线问答信号集的设计方法。 本文首先介绍了当前主要协同式敌我识别系统的技术特点以及无线问答信号设计理论，定义了PPK(脉冲位置键控)信号、PPK信号串的格式以及信号集的概念，确定了RS编码的PPK信号串作为无线问答信号基本结构，建立了综合扩频技术和RS编码的通信链路结构。第三章提出了利用多个生成多项式构造RS码信号集的方法，突破了以往只使用一个多项式生成RS码序列的思路。设计出基于6个多项式的RS码信号集A和基于3个多项式的RS码信号集B。信号集A传信率高，信号集最大相关值为9，适合与混合扩频技术结合使用；信号集B传信率低，信号集最大相关值为4，适合在简单环境下结合DSSS使用，也可以用作跳频通信地址编码序列。译码方案部分，推导了线性移位寄存器综合的迭代算法，结合BCH码译码的一般原理对其中关键步骤进行了解释和补充证明，阐述了BM迭代译码算法同线性移位寄存器的综合之间的关系。提出了使用基于可检测差错信息的RS码的纠错纠删译码算法来提高RS码的编码增益。 第四章针对PPK信号的特点，提出了高斯信道下极值检测和门限检测两种检测算法，计算了由31脉冲组成的PPK信号串的极值检测性能和门限检测性能，两者相差大约0.8dB。把FFT陕速相关运算应用到PPK信号的检测中，仿真了16、32时隙PPK信号的极值检测过程，仿真结果同理论计算值非常吻合。针对非相参系统的DS-PPK信号特点，提出了一种非相干检测算法，得到了相位未知情况下中频信号检测统计量的概率分布为莱斯分布和瑞利分布。证明了相关检测在非相干解调条件下对DS-PPK信号依然适用。给出了利用FFT算法检测中频DS-PPK信号的算法。提出了利用改变扩频序列相位提高DS-PPK信号传信率的方法。 第五章计算了RS码的编码增益。在高斯信道下，纠错能力为10的RS码给极值检测和门限检测带来的编码增益大约为5dB；纠错能力为14的RS码编码增益则大约为7dB。另外也对RS码在身份识别和跳频通信地址编码中的应用行了探讨。第六章对全文进行了总结，并对下一步工作进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图目录、表目录、缩略语

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1无线问答式信号与协同式IFF系统

1.1.1无线问答信号在协同式IFF系统中的应用

1.1.2协同式IFF系统的主要问题

1.2关于RS码

1.3本论文的主要研究工作

第二章无线问答信号设计理论

2.1协同式IFF系统通信模型

2.1.1系统工作原理

2.1.2系统通信模型

2.2协同式IFF系统中存在的干扰

2.2.1窜扰

2.2.2混扰

2.2.3电磁干扰

2.3无线问答信号设计理论

2.4无线问答信号结构

2.4.1 PPK信号结构与调制原理

2.4.2 DS-PPK信号结构与调制原理

2.4.3无线问答信号集合

2.5无线问答信号设计中的扩频通信技术

第三章RS码信号集设计

3.1信号集相关性与多址干扰

3.2 RS码码字序列相关性分析

3.1.1 RS码编码原理

3.1.2 RS码码字序列相关性分析

3.1.3基于不同生成多项式的RS码的码距分析

3.3 RS码信号集的构造

3.3.1 RS码信号集A

3.3.2 RS码信号集B

3.4 Berlekamp-Massey译码算法

3.4.1 BCH码的一般译码算法

3.4.2 BM迭代译码算法与线性移位寄存器的综合

3.5 RS码的纠错纠删译码

第四章PPK信号检测问题分析

4.1 PPK信号检测算法

4.1.1首过门限检测性能分析

4.1.2极值检测性能分析

4.1.3 FFT相关检测

4.2数值计算与计算机仿真

4.3 DS-PPK信号的检测问题

4.3.1 AWGN信道下的DS-PPK信号检测

4.3.2中频信号检测

4.4结论

第五章RS码在信号集中的作用

5.1 RS码编码增益

5.2 RS码与身份识别

5.3 RS码与跳频通信地址编码

第六章结束语

6.1本文的研究工作

6.2下一步研究工作

致谢

参考文献

个人简历及攻硕期间取得的研究成果

附录A