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TDCS信道适应性能分析及峰均比抑制技术研究

作 者: 金艳玲
导 师: 孙志国
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 变换域通信系统 信道衰落特征 电磁频谱不一致 峰均比抑制 限幅法
分类号: TN911.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 32次
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内容摘要


变换域通信系统(Transform Domain Communication System,TDCS)是一种新型的无线通信体制。由于在变换域生成不含有干扰频率成份的基函数波形,TDCS的传输波形(即基函数)与信道中干扰信号具有变换域正交特征,使其对于干扰具有较强的抑制能力;同时,TDCS可利用间隔的频率资源进行信息传输。因此,TDCS在军事抗干扰通信和民用认知无线电通信领域将得到广泛的应用。在无线TDCS通信场合,‘信道的衰落特征(多径传输、不理想的幅度衰落和相位衰落)、收发端电磁频谱的不一致性将严重影响系统的性能;同时,由于具有类似正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)信号的多载波特征,TDCS信号峰均比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)过大将提高对系统功放器的要求。针对这两个问题,本文开展以下的研究工作。首先,介绍TDCS的基本理论及其相关技术的基本原理,给出了系统的原理框图和数学模型。为了能够更准确的分析研究,建立了系统仿真平台。在此基础上,对TDCS的信道适应能力进行了分析,从理论分析和仿真验证两个层面分析了高斯白噪声、窄带干扰、多径干扰、信道衰落和收发端电磁频谱不一致性对TDCS性能的影响。为了降低收发端电磁频谱不一致性对系统性能的影响,提出两种解决方案,即基于共带通信原理的改进型TDCS通信系统、基于接收端频谱特征的TDCS通信系统;理论分析并仿真验证了这两种改进型TDCS系统的有效性和可行性。针对TDCS信号峰均比过大的问题,讨论了TDCS信号峰均比的特征;引入OFDM信号的峰均比抑制思路和方法,结合TDCS信号的技术特点,提出了基于限幅法的TDCS信号峰均比抑制方法,并分析验证了该方法的技术性能。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章 绪论  11-20
  1.1 变换域通信技术的提出  11-12
  1.2 TDCS及关键技术国内外研究现状  12-16
    1.2.1 环境谱估计与检测技术  12-14
    1.2.2 基函数波形设计技术  14
    1.2.3 数字调制技术  14-15
    1.2.4 工程应用  15-16
  1.3 有待解决的技术问题  16-17
  1.4 研究内容的提出及章节安排  17-20
    1.4.1 研究内容的提出  17-18
    1.4.2 论文结构安排  18-20
第2章 TDCS原理及关键技术  20-40
  2.1 TDCS基本原理  20-34
    2.1.1 信道估计技术  21-22
    2.1.2 幅度谱估计  22-24
    2.1.3 随机相位生成  24-26
    2.1.4 功率调整  26-27
    2.1.5 基函数生成  27-28
    2.1.6 调制和解调  28-32
    2.1.7 捕获与跟踪技术  32-34
  2.2 仿真平台构建及性能分析  34-39
    2.2.1 仿真平台构建及参数设置  34-36
    2.2.2 TDCS性能仿真结果分析  36-39
  2.3 本章小结  39-40
第3章 TDCS的信道适应性分析和改善  40-59
  3.1 高斯白噪声对系统性能的影响  40-41
  3.2 窄带干扰对系统性能的影响  41-45
  3.3 多径传输对系统性能的影响  45-47
  3.4 信道衰落特征对系统性能的影响  47-49
  3.5 收发端电磁频谱不一致性对系统性能的影响  49-55
    3.5.1 电磁频谱不一致性的界定  49-50
    3.5.2 AWGN信道中电磁频谱不一致对系统的影响  50-53
    3.5.3 存在窄带干扰时的电磁频谱不一致对系统的影响  53-55
  3.6 收发端电磁频谱不一致的抑制技术及性能分析  55-58
    3.6.1 基于共带通信原理的TDCS  55-56
    3.6.2 基于接收端频谱特征的TDCS  56-58
  3.7 本章小结  58-59
第4章 TDCS的峰均比特征及抑制方法  59-73
  4.1 TDCS信号的峰均比特征  59-62
    4.1.1 TDCS信号峰均比的界定  59-61
    4.1.2 TDCS信号的峰均比特征分析  61-62
  4.2 OFDM信号峰均比的抑制方法原理  62-66
    4.2.1 预畸变类技术  62-63
    4.2.2 编码类技术  63-65
    4.2.3 概率类技术  65-66
  4.3 基于限幅法的TDCS峰均比抑制算法及性能分析  66-72
    4.3.1 峰均比抑制方法的选取  66-67
    4.3.2 算法原理及数学模型  67-68
    4.3.3 峰均比抑制算法性能分析  68-71
    4.3.4 基于峰均比抑制算法的TDCS性能分析  71-72
  4.4 本章小结  72-73
结论  73-76
参考文献  76-81
攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科研成果  81-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信道均衡
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