基于频率子集的相干快速跳频系统抗干扰技术研究

摘要

快跳频（Fast Frequency Hopping，FFH）系统由多个跳频频点传输一个调制符号，具有很强的抗干扰能力。然而，传统的FFH/MFSK系统频谱效率低，且存在非相干合并损失，为此，本文研究基于频率子集的相干快跳频(Subset Based Coherent Fast Frequency Hopping，S-CFFH）系统。S-CFFH系统为解决传统FFH系统中的信道估计难题提供了一种可行方案，而且频谱效率高，所以，很有必要研究S-CFFH系统。
　　本文主要研究S-CFFH系统的抗干扰技术，主要包括：干扰检测技术、干扰抑制技术、抗干扰合并技术、干扰消除技术，本文还研究了可进一步提高频谱效率的结合空间调制（Spatial Modulation，SM）技术的S-CFFH系统（S-CFFH/SM），并研究了S-CFFH/SM系统的抗干扰技术，具体内容如下：
　　第一部分介绍论文的研究背景和意义，以及快跳频系统抗干扰技术的研究现状和空间调制技术的研究现状。
　　第二部分研究 S-CFFH系统中的干扰检测算法。提出了结合恒虚警概率（Constant False Alarm Rate，CFAR）干扰检测和最小错误概率（Minimum Error Probability，MEP）干扰检测算法优点的自适应干扰检测算法，在低干噪比下自动使用CFAR干扰检测算法，保证较低的虚警概率，在高干噪比环境中自动使用MEP干扰检测算法，使虚警概率和漏检概率同时随干噪比增加而下降，并通过仿真验证了自适应干扰检测算法能够满足不同干噪比环境下的干扰检测需求。
　　第三部分研究S-CFFH系统的干扰抑制算法。首先给出针对S-CFFH系统的干扰抑制方案，推导出基于最小均方误差（Minimum Mean Square Error，MMSE）准则的干扰抑制因子，然后研究了最大比合并（Maximum Ration Combine，MRC）和最大似然（Maximum Likelihood，ML）合并两种抗干扰合并算法，并仿真分析了干扰抑制算法在S-CFFH系统中的抗干扰性能。仿真结果表明，基于MMSE准则的干扰抑制性能优于传统置零法和限幅法，ML合并和改进MRC合并性能优于传统MRC合并，并且能够有效抑制脉冲干扰、部分频带噪声干扰和多音干扰。
　　第四部分研究多音干扰的消除算法，提出了基于单音/多音干扰参数估计的干扰消除算法。首先提出了基于迭代相位差分的单音干扰参数估计算法，基于迭代DFT的单音干扰参数估计算法，基于DFT三点插值的多音干扰参数估计算法，估计多音干扰的幅度、频率和相位，然后对多音干扰进行重构和消除，仿真对比分析多音干扰消除算法和多音干扰抑制算法对S-CFFH系统中多音干扰抑制的性能。仿真结果表明，该多音干扰消除算法几乎完全消除了多音干扰对S-CFFH系统性能的影响，性能优于多音干扰抑制算法。
　　第五部分主要研究S-CFFH/SM系统的抗干扰算法。首先推导空移键控（Space Shift Key，SSK）的误码率，仿真比较空间调制的联合误码率，给出天线比特和数据比特的最优分配方案，然后仿真分析了S-CFFH/SM系统在脉冲干扰、部分频带噪声干扰和多音干扰下的抗干扰性能。仿真结果表明，本文研究的抗干扰算法仍然适用于S-CFFH/SM系统，具有很强的抗干扰能力。

目录

声明

缩略词表

第一章绪 论

1.1课题研究背景及意义

1.2主要技术研究现状

1.3论文结构

第二章S-CFFH系统干扰检测算法研究

2.1 S-CFFH系统方案及原理

2.2基于恒虚警概率准则的干扰检测算法

2.3基于最小错误概率准则的干扰检测算法

2.4自适应干扰检测算法

2.5检测性能比较和分析

2.6本章小结

第三章S-CFFH系统干扰抑制算法研究

3.1干扰抑制算法

3.2抗干扰合并算法

3.3仿真性能分析

3.4本章小结

第四章多音干扰消除算法研究

4.1多音干扰参数估计的克拉美-罗界

4.2单音干扰参数迭代估计算法

4.3基于DFT三点插值的多音干扰参数估计算法

4.4仿真性能分析

4.5本章小结

第五章S-CFFH/SM系统抗干扰算法研究

5.1 S-CFFH/SM系统结构

5.2空间调制算法研究

5.3 S-CFFH/SM系统抗干扰性能仿真分析

5.4 本章小结

第六章全文总结及展望

6.1本文主要贡献

6.2下一步工作的建议和展望

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果