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雷达情报编码技术研究及在短波信道中的应用

作　者: 李玮
导　师: 林明
学　校: 江苏科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 雷达情报短波无损压缩帧间编码算术编码二进制算术编码
分类号: TN957
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要

在雷达情报的传输方式中，与有线、卫星、超短波等通信方式相比，短波具有架设容易、便于携带、抗毁性强、通信距离远等优点，被军方定为最后的传输保障手段。然而，短波信道带宽较窄，其信道速率低、误码率高，随着情报数据量的急剧增加，信道容量和庞大的信息数据量之间存在矛盾。同时，短波信道由于功率、频率天线、调制解调技术等问题，其信道速率的提高已越来越困难。基于这样一种背景，本文基于信源角度对雷达情报展开研究，提出一种适用于任何字符型情报的无损编/解码方案，对于实时、准确获取情报，掌握战争的动态有着重要的意义。首先，本文介绍了无损数据压缩基础理论，并分析、比较了游程编码、LZW编码、Huffman编码以及算术编码等无损编码算法的优劣性和适用范围。其次，自定义了一种雷达情报格式，并以此情报格式为例，具体设计了帧间编码、算术编码、Huffman编码结合帧间编码以及二进制算术编码等四个压缩方案，其中，方案一引入视频压缩中帧间、帧内编码思想；方案二则是对算术编码作出了优化；方案三则是首先对雷达情报进行帧间编码，其次对帧内情报或帧间残差部分使用Huffman编码进行压缩；方案四则是借鉴了Q编码器的思想。然后，通过比较、分析以及测试，将雷达情报编/解码的最终方案设定为以帧间编码和算术编码作为初次压缩，二进制算术编码作为二次压缩。此外，本文分析数据通信中数据终端DTE、数据电路终端设备DCE、信道等部分对延时的影响，进而提出时延设计方法；并提出传输策略、防传输差错的设计方法以及情报与其它业务共信道承载的问题，完善雷达情报编码方案的整体设计。最后，完成整个雷达情报编码方案的软件实现，并通过实时数据测试，从时延、容量、可靠性三个方面描述了方案的最终效果。测试表明，本文提出的方案获得了良好的压缩效果，同时，也带来延时减小、存储容量降低、对传输要求较低等好处，可大幅节约存储、通信等资源。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-11
Contents  11-13
第1章绪论  13-21
  1.1 课题研究背景及意义  13-17
    1.1.1 课题研究背景  13-14
    1.1.2 课题研究意义  14-15
    1.1.3 国内外现状  15-16
    1.1.4 发展趋势  16-17
  1.2 课题研究的主要内容  17-19
  1.3 论文组织结构安排  19-20
  1.4 本章小结  20-21
第2章无损数据压缩理论及相关技术  21-35
  2.1 信息论介绍  21-22
  2.2 数据压缩及其分类  22-23
    2.2.1 数据压缩  22
    2.2.2 有损压缩和无损压缩  22-23
  2.3 游程编码  23-24
  2.4 LZW 编码  24-26
  2.5 Huffman 编码  26-30
    2.5.1 Huffman 编码原理及分类  26-27
    2.5.2 静态 Huffman 编码  27-28
    2.5.3 自适应 Huffman 编码  28-30
  2.6 算术编码  30-34
    2.6.1 算术编码原理及分类  30
    2.6.2 静态算术编码  30-31
    2.6.3 整数化算术编码  31-32
    2.6.4 自适应算术编码  32-34
  2.7 本章小结  34-35
第3章雷达情报编码方案设计  35-63
  3.1 雷达情报及格式  35-38
    3.1.1 雷达情报的特点及一般格式  35-37
    3.1.2 自定义雷达情报格式  37-38
  3.2 压缩方案设计  38-53
    3.2.1 帧间编码  39-43
    3.2.2 算术编码压缩方案  43-47
    3.2.3 Huffman 编码并结合帧间编码压缩方案  47-48
    3.2.4 二进制算术编码  48-51
    3.2.5 方案设定  51-53
  3.3 时延设计  53-58
  3.4 传输策略设计  58-59
  3.5 防传输差错设计  59-61
  3.6 情报与其它业务共信道承载  61-62
  3.7 本章小结  62-63
第4章雷达情报编解码方案的软件实现以及最终效果  63-81
  4.1 演示环境示意  63-64
  4.2 雷达情报模拟器设计  64-68
    4.2.1 雷达情报模拟器原理  64-65
    4.2.2 雷达情报模拟器软件设计  65-68
  4.3 雷达情报编/解码软件设计  68-73
    4.3.1 编/解码层次安排  68-70
    4.3.2 软件设计  70-73
  4.4 延时丢点测试软件设计  73-76
    4.4.1 算法设计  73-75
    4.4.2 软件设计  75-76
  4.5 最终效果  76-79
    4.5.1 时延  76-77
    4.5.2 容量  77-79
    4.5.3 可靠性  79
  4.6 本章小结  79-81
第5章总结和展望  81-83
  5.1 小结  81
  5.2 展望  81-83
参考文献  83-87
在学期间的研究成果及发表的学术论文  87-89
致谢  89

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