两重分集微波通信系统的设计与实现

发布时间：2017-06-27 11:19

  本文关键词：两重分集微波通信系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微波通信做为一种重要的视距无线传输手段,在军事和民用等领域都得到了较为广泛的应用。为了提高微波通信系统的可靠性,1+1热备份成为一种较为普遍的选择。在一般的1+1热备份微波通信系统中,不具备分集合并能力,系统能力没有得到充分的利用。作者所从事的课题中,外军计划使用数字微波通信手段组成区域网络通信系统,各级单位利用临近的微波站连接进入网络,各级部队可以通过区域网络整合为一个整体。系统中微波站点有23个,微波设备80余套。经过现场测量和实地考察,依据用户提供的电子地图和地理信息系统数据计算,微波通信链路总计22条,其中通信距离最远的达到127公里,通信距离大于50公里的链路13条；按照按照路由剖面图分析,链路地面反射系数较大,为保证系统的可用性,微波设备的设计中必须考虑对抗衰落的工作方式,并利用1+1的体制实现两重空间分集。由于微波通信系统站距远,外部气候多变,降雨量大,频率选择性衰落严重,因此系统中的调制解调器的设计就显得尤其关键。在这样的工作环境中,之前工程中常用的基于LMS算法的自适应均衡技术因其收敛和跟踪性能差可能已无法正常工作,因而本设计中运用了一种新型自适应均衡算法,即选择部分更新递推最小二乘(SPU-RLS)自适应均衡算法。结合两重分集合并技术,将SPU-RLS自适应均衡算法与自行设计的调制解调器硬件平台融合,实现了基于SPU-RLS均衡算法的调制解调器。为了提高微波通信系统的传输可靠性,调制解调设备采用前向纠错技术提升系统的误码性能,经过比较选用(2,1,7)卷积编码。卷积码属于信道编码,它是一种码组之间相关联的非分组码。由于在编码中利用了各码组之间的相关性,其性能要优于分组码,因而在数字通信领域应用得越来越多。通过实验室环境中对调制解调设备的比特误码性能测试以及对微波通信系统的接收门限电平测试,验证系统具有优良的比特误码性能和接收门限电平；在室外环境中,微波通信系统分别进行了30公里、45公里和60公里通信距离上的72小时连续工作可靠性验证,均顺利完成。系统已投入正式运行,在实际工程应用中工作稳定可靠。在今后的工作中,将以此为平台,通过更改调制方式,研究更高效的编码和算法,升级系统软件,实现功能扩展和通信能力提升。
【关键词】：微波通信 分集 自适应均衡 前向纠错
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 选题背景15-17
• 1.2 本文的主要工作17-19
• 第二章 军用微波通信系统19-29
• 2.1 军用微波通信的基本概念19-20
• 2.1.1 军用微波通信应用方式19-20
• 2.1.2 军用微波通信系统的特点20
• 2.1.3 军用微波通信的发展趋势20
• 2.2 系统设计20-26
• 2.2.1 系统主要功能要求21
• 2.2.2 系统主要技术指标21
• 2.2.3 设备组成21-22
• 2.2.4 信息流程22
• 2.2.5 收发间隔22-23
• 2.2.6 系统传播可靠度设计23-25
• 2.2.7 衰落特性25-26
• 2.3 ECCM设计26
• 2.3.1 低概率截获(LPI)设计26
• 2.3.2 工作频率可变设计26
• 2.4 1+1热备份设计26-27
• 2.5 本章小结27-29
• 第三章 调制解调器设计与实现29-59
• 3.1 指标和功能要求29
• 3.2 调制解调器工作原理29-31
• 3.3 开发平台31
• 3.4 调制器设计31-36
• 3.4.1 差分编码32
• 3.4.2 卷积编码32-34
• 3.4.3 基带成型34-36
• 3.5 中放AGC设计36-37
• 3.6 解调器设计37-49
• 3.6.1 时域均衡技术37-39
• 3.6.2 数值迭代方法39-45
• 3.6.3 选择部分更新RLS算法45-49
• 3.7 均衡与分集接收的结合设计49-57
• 3.7.1 分集合并设计50-51
• 3.7.2 算法实现51-54
• 3.7.3 均衡器性能仿真54-57
• 3.8 卷积译码57-58
• 3.8.1 译码算法57
• 3.8.2 软判决维特比译码57-58
• 3.9 本章小结58-59
• 第四章 硬件实现与性能测试59-65
• 4.1 硬件实现59
• 4.2 硬件电路及其接口设计59-62
• 4.2.1 FPGA的选择59-60
• 4.2.2 数模转换器接口设计60
• 4.2.3 模数转换器接口设计60-61
• 4.2.4 有限字长效应分析61-62
• 4.3 调制解调器性能测试62-63
• 4.3.1 测试步骤62-63
• 4.3.2 测试仪器63
• 4.3.3 测试结果63
• 4.4 微波系统门限测试63-64
• 4.5 设备展示64-65
• 第五章 结束语65-67
• 5.1 本文所做工作的总结65
• 5.2 下一步工作展望65-67
• 参考文献67-69
• 致谢69-71
• 作者简介71
• 1. 基本情况71
• 2. 教育背景71
• 3. 攻读硕士学位期间的研究成果71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴新华;沈斌松;;信道模拟器设计中的有效字长效应分析[J];无线电通信技术;2013年04期

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本文编号：489621