非平稳通信系统多用户干扰特性分析与干扰抑制技术研究

发布时间：2017-07-31 16:36

  本文关键词：非平稳通信系统多用户干扰特性分析与干扰抑制技术研究

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【摘要】：随着移动互联网的高速发展和移动支付的迅速普及,移动通信的安全性正受到越来越多的关注。码分多址(CDMA)技术作为第三代(3G)移动通信的关键接入技术,是在直接序列扩频技术的基础上发展而来,具有通信质量高、保密性好、抗干扰性能力强等优点。跳频通信是另外一种常用的扩频通信技术,采用高速跳变的频段来传输信号以防止信号被截获或者干扰。虽然扩频通信技术具备一定的信号瞬时频谱隐藏或躲避能力,但从统计学的角度看,基于伪随机过程的扩频通信信号仍然是一个平稳或循环平稳信号,检测方仍然能通过谱相关等统计分析方法检测到通信信号的存在,甚至通过大量的观测和处理估计出部分或全部通信参数。本文设计的非平稳通信系统从物理层信号产生机制上入手,从符号产生、扩频、调制等各个方面消除时间统计特性的平稳性或循环平稳性,使得通信信号难以被检测和估计。该非平稳通信信号物理波形具有较高的安全性,在对安全性要求高的移动通信领域具有很高的研究价值和广阔的应用前景。移动通信系统中面临的另一个不可忽视的问题是干扰。在码分多址系统中,由于各个用户的扩频码的非理想正交带来的多址干扰会严重影响系统的误码性能、降低系统容量。非平稳通信系统也采用码分多址接入,因此也存在类似的多用户干扰(即多址干扰)问题。不同于传统码分多址系统中的多用户干扰特点,非平稳通信系统中由于参数随机化的原因,多用户干扰呈现随机性和时变性,相比传统系统复杂很多。本文主要研究了非平稳通信系统的实现及其多用户场景下的多址干扰特性与干扰抑制方法。首先,本文分析了传统CDMA系统中多用户干扰的产生原因,回顾了现有的抑制或消除多址干扰的多用户检测方法,为研究非平稳通信系统的多址干扰特性与干扰抑制提供理论参考。然后,本文详细介绍了非平稳通信信号的构建,考虑到实现的困难,提出了基于联合随机化的非平稳信号构建方案并基于此方案给出了非平稳通信系统的设计和实现方案,然后在搭载Xilinx Virtex-6系列FPGA芯片的ML-605开发平台上完成了非平稳通信系统的数字中频环回VDHL实现验证。接下来分析了基于码分多址技术的非平稳通信系统多址接入方案,分析了在该多址方案下的非平稳通信系统多址干扰特性。由于非平稳通信系统的多址干扰十分复杂,难以用数学模型准确描述,因此本文从概率统计的角度仿真分析了非平稳通信系统的多址干扰的影响因素,包括随机化对地址码的互相关性的影响、载频随机化后的干扰概率和非平稳通信系统在特定参数下的干扰概率、干扰带宽的分布以及不同干扰带宽下的信干比。最后,针对非平稳通信系统的多址干扰的特点,研究了从系统本身出发降低干扰的方法,包括地址码的设计和系统参数的设计。
【关键词】：非平稳信号 非平稳通信系统 多址干扰 干扰抑制
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 缩略词表14-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景16-18
• 1.2 国内外研究现状18-20
• 1.2.1 多址干扰研究现状18-19
• 1.2.2 非平稳通信研究现状19-20
• 1.3 本文的安排20-22
• 第二章 传统CDMA移动通信系统多用户干扰及其检测22-39
• 2.1 CDMA系统多用户干扰22-30
• 2.1.1 CDMA系统的前向链路和反向链路22-24
• 2.1.2 多址干扰的产生24-26
• 2.1.3 CDMA系统多址干扰模型26-28
• 2.1.4 多址干扰的影响28-30
• 2.2 多用户检测30-37
• 2.2.1 多用户检测算法30-32
• 2.2.2 多用户检测性能测度32-34
• 2.2.3 解相关检测算法性能分析与仿真34-37
• 2.3 本章小结37-39
• 第三章 非平稳通信系统及其工程实现39-69
• 3.1 非平稳通信系统概述39-46
• 3.1.1 非平稳信号概述39-40
• 3.1.2 非平稳通信信号构造40-44
• 3.1.3 非平稳信号有效性分析44-46
• 3.2 非平稳通信信号的简化构建方案46-49
• 3.2.1 非平稳信号的实现困难46-47
• 3.2.2 非平稳信号构建方法的缺陷47-48
• 3.2.3 简化非平稳信号构建方法48-49
• 3.3 非平稳无线通信系统的工程实现方案49-53
• 3.3.1 参数设计49-51
• 3.3.2 工程实现方案51-53
• 3.4 非平稳通信系统的硬件实现53-67
• 3.4.1 系统基带实现结构概述53-55
• 3.4.2 发送端设计与实现55-62
• 3.4.3 接收端设计与实现62-65
• 3.4.4 板级验证65-67
• 3.5 本章小结67-69
• 第四章 非平稳通信系统多址干扰特性分析69-83
• 4.1 非平稳通信系统多址接入方式69-70
• 4.2 非平稳通信系统多址干扰概述70-71
• 4.3 非平稳通信系统多址干扰的特点及影响因素71-72
• 4.4 变参数扩频通信系统的多址干扰特性分析72-81
• 4.4.1 固定载频随机化码片速率的干扰特性72-74
• 4.4.2 固定码片速率随机化载频的干扰特性74-77
• 4.4.3 非平稳通信系统的干扰特性77-81
• 4.5 本章小结81-83
• 第五章 非平稳通信系统多址干扰抑制方法分析83-94
• 5.1 地址码设计对于多址干扰的影响83-90
• 5.1.1 m序列及其相关特性83-85
• 5.1.2 Gold序列及其相关性85-87
• 5.1.3 Walsh序列及其相关性87-89
• 5.1.4 非平稳通信系统地址码设计89-90
• 5.2 系统参数设计对于多址干扰的影响90-91
• 5.3 非平稳通信系统传统检测器误码性能91-93
• 5.4 非平稳通信系统干扰抑制技术可行性分析93
• 5.5 本章小结93-94
• 第六章 总结与展望94-96
• 6.1 本文总结及主要贡献94-95
• 6.2 下一步的研究工作95-96
• 致谢96-97
• 参考文献97-100
• 附件100-102

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8 郭志永;新一代高速公路通信系统的建设及未来需求方案[J];通信世界;2002年29期

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6 张兴隆;苏罗辉;杨敏;;超高可靠安全关键通信系统研究[A];探索 创新 交流（第4集）——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年

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4 陆芬华;南阳装备地下救生通信系统[N];人民公安报·消防周刊;2009年

5 特约通讯员 王群 龙泽群;全军通信系统研究生培养走上快车道[N];解放军报;2000年

6 刘葵;天诺移动跟踪和通信系统问世[N];通信产业报;2000年

7 记者 杨珏;我省防治非典信息通信系统正式启动[N];山西日报;2003年

8 李进才 盛道文;黄河通信专网自己的通信系统[N];中国水利报;2004年

9 记者赵亚辉;CDMA通信系统全面升级[N];人民日报;2003年

10 本报记者 逄丹;建设立体通信系统迫在眉睫[N];通信产业报;2009年

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1 谭庆贵;卫星光CDMA通信系统及关键技术研究[D];电子科技大学;2006年

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