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变换域通信系统设计、建模与仿真研究

作　者: 何智青
导　师: 任辉
学　校: 西北工业大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 变换域通信系统抗干扰码分多址误码率小波变换
分类号: TN914
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本文主要研究了一种新型通信系统——变换域通信系统(TDCS)。国外对TDCS的研究已有数年的历史，在我国还尚未开展这方面的研究，本文是第一篇关于TDCS的研究论文。TDCS与传统通信系统的不同点是，首先TDCS通过信道估计在变换域设计信号波形，其次TDCS没有采用载波调制，而是用一个类似噪声的基函数进行信息调制。TDCS具有很强的抗干扰能力和较高的LPI(低截获概率)特性。本文首先介绍了TDCS的基本理论，分析和研究了TDCS的主要算法。为了有效的进行研究工作，开发了变换域通信系统动态和静态仿真平台以及TDCS—CDMA仿真平台。基于仿真平台，对比研究了基于FFT和基于DWT的TDCS的系统性能。针对目前TDCS理论不完善的特点，从理论上对TDCS做了一定的分析：具体分析证明了TDCS具有多址能力，推导出了TDCS在多址环境下的误码率公式，并在仿真试验中进行了验证；首次分析了收发端基函数不一致情况下TDCS的性能，给出了在此情况下的误码率公式，并在仿真实验中给以验证；初步分析了TDCS在多径传播环境下的性能；此外还对采用不同调制技术的TDCS做了仿真研究。本文的工作开创了国内有关TDCS的研究工作，部分研究结果与目前TDCS的研究结果相比较有新的发展，所完成的工作为今后对TDCS进一步的研究打下了良好的基础。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 通信系统的质量指标  9-10
  1.2 窄带干扰抑制技术  10-11
  1.3 变换域通信系统  11
  1.4 本文的研究意义和主要内容  11-14
第二章变换域通信系统介绍  14-24
  2.1 变换域通信系统(TDCS)基本理论  14-18
    2.1.1 研究背景  14
    2.1.2 TDCS的工作原理  14-15
    2.1.3 信道估计  15-16
    2.1.4 门限剔除与谱成型  16
    2.1.5 随机相位匹配  16-17
    2.1.6 基函数生成  17-18
    2.1.7 相关接收  18
  2.2 TDCS的调制技术  18-21
    2.2.1 二元调制  19-20
    2.2.2 多元调制  20-21
  2.3 捕获与跟踪  21-24
第三章变换域通信系统的基函数算法分析  24-37
  3.1 基于FFT的基函数幅值算法  24-27
    3.1.1 信道功率谱估计  24-27
    3.1.2 AR模型谱估计的不足  27
  3.2 基于DWT的基函数幅值算法  27-33
    3.2.1 小波分析基础  28
    3.2.2 多分辨分析  28-29
    3.2.3 基于多分辨分析的基函数生成  29-30
    3.2.4 门限剔除对基函数的影响  30-33
  3.3 伪随机相位生成算法  33-37
    3.3.1 随机相位  34-35
    3.3.2 伪随机相位产生过程  35-37
第四章变换域通信系统的性能分析  37-48
  4.1 TDCS与其他通信系统的异同  37
    4.1.1 TDCS与OFDM  37
    4.1.2 TDCS与自适应跳频  37
    4.1.3 TDCS与扩频  37
  4.2 基函数的功率谱密度与自相关函数  37-39
  4.3 TDCS的抗干扰能力  39-40
    4.3.1 不采用门限剔除的TDCS  39-40
    4.3.2 采用门限剔除的TDCS  40
  4.4 TDCS的抗多径干扰能力  40-41
  4.5 TDCS的多址能力  41-46
    4.5.1 基于扩频的DS-CDMA  41-42
    4.5.2 基于TDCS的CDMA  42-46
  4.6 收发端不一致对系统性能的影响  46-48
第五章变换域通信系统仿真平台  48-56
  5.1 仿真技术介绍  48-49
  5.2 TDCS静态仿真平台  49-52
    5.2.1 仿真平台组成  49-50
    5.2.2 仿真程序流程  50-52
  5.3 TDCS动态仿真平台  52-54
    5.3.1 仿真模块库  52-53
    5.3.2 TDCS仿真平台  53-54
  5.4 TDCS-CDMA仿真平台  54-56
第六章 TDCS仿真结果分析  56-80
  6.1 仿真条件  56-57
  6.2 TDCS抗窄带干扰性能仿真  57-67
    6.2.1 AWGN信道无窄带干扰  57-59
    6.2.2 AWGN信道有窄带干扰，不采用门限剔除  59-62
    6.2.3 AWGN信道有窄带干扰，采用门限剔除  62-67
  6.3 TDCS的多址性能仿真  67-72
    6.3.1 TDCS-CDMA误码率公式仿真验证  68-69
    6.3.2 8用户TDCS-CDMA同步传输  69
    6.3.3 8用户TDCS-CDMA异步传输  69
    6.3.4 8用户TDCS-CDMA在窄带干扰下的性能  69-72
  6.4 TDCS抗多径干扰性能仿真  72-74
  6.5 收发端基函数不一致的仿真  74-80
第七章结论  80-82
参考文献  82-86
致谢  86-88

变换域通信系统设计、建模与仿真研究

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