SOQPSK信号的频域均衡技术研究

发布时间：2020-09-30 12:26

　　 在航空通信系统中,成形偏移四相相移键控(SOQPSK)信号以其完全恒定包络、高频谱利用率、高功率利用率等一系列优点被多个国际标准所采用。但是随着航空通信系统数据传输速率的不断提高,SOQPSK信号在多径衰落信道中传输时,会受到严重的码间干扰的影响,因此在接收机进行信号解调之前必须对其进行均衡以补偿多径衰落信道对信号产生的影响。而单载波频域均衡(SCFDE:Single Carrier Frequency Domain Equalization)技术可以在保持低峰均比和低频偏敏感特性的基础上,以较低的复杂度实现均衡。因此将二者结合起来可以使SOQPSK恒定包络特性及SCFDE的抗衰落能力最大化,基于SOQPSK的单载波频域均衡技术的研究具有重要的意义。本文重点研究基于SOQPSK的单载波频域均衡的以下三个方面:针对SOQPSK-TG信号的循环数据块构造,本文首先研究了SOQPSK-TG的信号模型,包括信号描述和状态矢量表示。接着,研究了SOQPSK-TG信号循环数据块构造的两种方法:基于状态归零的intrafix符号构造和基于信号状态矢量的intrafix符号构造。之后在以上两种构造方法的基础上,提出了一种改进的信号状态矢量intrafix符号构造。三种方法通过添加一定的附加符号,所构造的数据块均满足循环卷积特性和相位连续特性;从所需的附加符号开销而言,所提出的改进的信号状态矢量intrafix符号构造方法开销最小,减少了带宽的浪费。针对基于SOQPSK-TG信号的SCFDE系统的接收机,本文首先在研究将二进制CPM信号的Laurent PAM分解扩展到三进制CPM信号的基础上,研究了SOQPSK-TG信号的Laurent PAM分解;接着研究了AWGN信道下,SOQPSK-TG信号基于Laurent PAM分解的四状态简化解调,并进行仿真分析;之后研究了在衰落信道下,SOQPSK-TG单载波频域均衡分别基于Laurent PAM分解和基于过采样(不分解)的接收机模型,并对它们进行了仿真与分析。针对基于SOQPSK-TG信号的SCFDE系统的信道估计,本文首先研究了导频的设计;在此基础上,接着研究了几种经典的信道估计算法,理论分析和仿真结果表明频域估计方法中LMMSE估计性能最好,复杂度最高,LS估计性能最差,复杂度最低;针对频域LMMSE所存在的缺点,研究了一种只需估计信道时域特性和平均信噪比的改进的频域LMMSE信道估计算法;理论分析和仿真结果表明,该算法的估计性能在传统的频域LMMSE和频域LS信道估计算法之间,但是它降低了计算复杂度,并且不需知道任何有关信道的先验信息。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN911.5;V243.1
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 论文的选题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SCFDE研究现状
        1.2.2 SOQPSK结合SCFDE技术研究现状
    1.3 论文主要内容及结构
第二章 无线信道和CPM单载波频域均衡的基本理论
    2.1 无线信道的介绍
        2.1.1 无线信道的特性和分类
        2.1.2 无线信道的参数
        2.1.3 无线信道的模型
    2.2 CPM单载波频域均衡(SCFDE)
        2.2.1 SCFDE传输系统原理
        2.2.2 连续相位调制CPM基础
        2.2.3 CPM单载波频域均衡的关键技术
    2.3 本章小结
第三章 SOQPSK-TG的循环数据块构造
    3.1 SOQPSK-TG信号模型
        3.1.1 SOQPSK-TG信号描述
        3.1.2 SOQPSK-TG状态矢量表示
    3.2 SOQPSK-TG的三种循环数据块构造方法
        3.2.1 方法1-基于状态归零的intrafix符号构造
        3.2.2 方法2-基于信号状态矢量的intrafix符号构造
        3.2.3 方法3-改进的信号状态矢量的intrafix符号构造
    3.3 三种构造方法的性能对比与分析
    3.4 本章小结
第四章 SOQPSK-TG单载波频域均衡的接收机模型
    4.1 Laurent PAM分解
        4.1.1 二进制CPM信号的Laurent PAM分解
        4.1.2 三进制CPM信号的Laurent PAM分解
        4.1.3 SOQPSK-TG信号的Lauren PAM分解
    4.2 SOQPSK-TG基于Laurent PAM分解的线性解调
        4.2.1 基于Laurent PAM分解的四状态简化解调算法
        4.2.2 基于Laurent PAM分解的四状态简化解调器的性能
    4.3 SOQPSK-TG单载波频域均衡的两种接收机
        4.3.1 基于Laurent PAM分解的接收机模型
        4.3.2 基于过采样(不分解)的接收机模型
        4.3.3 两种接收机模型的性能仿真对比与分析
    4.4 本章小结
第五章 SOQPSK-TG单载波频域均衡的信道估计技术
    5.1 导频的设计
        5.1.1 导频的插入方式及选取
        5.1.2 导频长度的选取及导频分块
    5.2 基于导频的信道估计算法
        5.2.1 时域LS信道估计算法
        5.2.2 频域LS信道估计算法
        5.2.3 频域MMSE信道估计算法
        5.2.4 频域LMMSE信道估计算法
        5.2.5 改进的频域LMMSE信道估计算法
    5.3 几种信道估计算法的性能对比及分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郝建华;况学伟;尹晓飞;;图传系统中的单载波频域均衡技术研究[J];电子测量技术;2012年05期

2 张俊文;邵宇丰;方武良;黄博;黄德修;迟楠;;基于单边带调制单载波频域均衡技术的研究[J];光学学报;2010年07期

3 白文岭;肖悦;李少谦;;一种低发射功率的单载波频域均衡结构[J];中国科学技术大学学报;2009年10期

4 潘平平;;光纤激光通信中频域均衡技术的研究与改进[J];激光杂志;2017年03期

5 张国斌,黄ng,林臻;单载波频域均衡系统的信道估计技术[J];电力系统通信;2003年12期

6 李海涛;林孝康;;单载波系统迭代频域均衡技术及优化传输[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年08期

7 宋豫全;白琳;;基于误差反向传播算法的OFDM系统频域均衡[J];电讯技术;2007年02期

8 唐杰敏;葛万成;;单载波频域均衡系统的研究[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年20期

9 罗梁;武淑琴;马征;;单载波频域均衡技术用于增强地铁无线通信质量的研究[J];现代城市轨道交通;2012年06期

10 蔡斌;赵民建;仇佩亮;;一种快衰落下的单载波频域均衡信道估计算法[J];浙江大学学报(工学版);2009年04期

相关会议论文 前10条

1 吴楚怀;唐普英;林艳军;;一种线性频域均衡的改进方案[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集（下册）[C];2009年

2 王武军;梁庆林;;单载波频域均衡误码性能理论分析[A];中国通信学会第六届学术年会论文集（上）[C];2009年

3 成佩茂;刘顺兰;包建荣;;单载波频域均衡中独特字类型选择性能分析[A];浙江省电子学会2011学术年会论文集[C];2011年

4 李妍;李胜祖;;单载波频域均衡对多载波频分复用的性能改进[A];中国航海学会通信导航专业委员会2005年学术年会论文集[C];2005年

5 袁攀;;单载波频域均衡系统中安全敏感的最佳中继选择方案[A];2017年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2017年

6 史锋旗;董彬虹;李少谦;;下一代移动通信中的单载波频域均衡技术[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年

7 张国斌;朱琦;酆广增;;基于IEEE 802.16a标准的单载波频域均衡系统[A];2003’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2003年

8 祁淑慧;岳殿武;;空时分组编码与单载波频域均衡技术[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集（下册）[C];2007年

9 杨炜伟;蔡跃明;;双选择性信道条件下OFDM系统中的软判决频域均衡[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年

10 杨志;白文乐;刘泽民;;单载波频域均衡系统FDE-NP算法的改进[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集（上册）[C];2007年

相关博士学位论文 前5条

1 杜鹏;新一代移动通信系统关键技术研究[D];东南大学;2005年

2 张海涛;MIMO无线中继系统中的均衡技术研究[D];北京邮电大学;2013年

3 吴川;数字电视解调芯片关键技术研究[D];复旦大学;2011年

4 夏梦璐;浅水起伏环境中模型—数据结合水声信道均衡技术[D];浙江大学;2012年

5 王丹;超宽带无线通信系统信道估计技术的研究[D];上海交通大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 兰笑;SOQPSK信号的频域均衡技术研究[D];西安电子科技大学;2019年

2 王佳媛;基于位置信息的室内可见光单载波频域均衡技术[D];南京邮电大学;2019年

3 邢发;低复杂度FTN信号接收技术的研究[D];西安电子科技大学;2019年

4 高旭;无线通信中Turbo频域均衡技术研究[D];西安电子科技大学;2019年

5 林敏;时间选择性信道中频域均衡系统的抗干扰技术研究[D];浙江工业大学;2018年

6 杜新心;宽带电台多速率调制解调器研发[D];西安电子科技大学;2018年

7 梁瀚予;低信噪比MIMO SC-FDE系统中信道估计与频域均衡方法研究与实现[D];北京邮电大学;2018年

8 郭友波;单载波传输系统自适应频域均衡研究[D];西安电子科技大学;2005年

9 文晓东;基于TD-SCDMA的频域均衡研究[D];西南交通大学;2011年

10 刘洋;单载波通信系统中的频域均衡技术研究[D];北京邮电大学;2017年

本文编号：2830845