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基于信道均衡和估计的TDCS衰落信道适应技术

作　者: AGGOUN ABDELLAH（乐天）
导　师: Sun zhi guo（孙志国）
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 变频域通信信道估计瑞利衰落预-后均衡技术分数阶傅里叶变换
分类号: TN914
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 36次
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内容摘要

变频域通信(Transform Domain Communication System, TDCS)是一种新的通信系统,它用一个类似噪声的基函数替代载波来进行数据调制,它的波形是在变换域(频率域或小波域)上根据对周围环境干扰的估计结果被设计的。TDCS即使在极差的环境条件下也具有很好的干扰规避能力。因为这些优点,TDCS被广泛应用于军事和民用领域,因此研究TDCS技术是非常重要的。至今为止,关于TDCS的研究集中在峰均比抑制,调制技术,同步等问题上,然而,依然有一个非常重要的问题需要被研究解决。在实际应用中常常发生TDCS在多径信道中传输,此时它的性能会大大降低,因此需要研究对抗多径干扰的技术,如均衡技术。进一步,由于均衡技术往往依赖于信道估计结果,而现在的盲均衡技术需要较长的累积时间,无法应用于快变信道中,同时还有目前常用的基于频谱的信道估计算法精度较低的问题。针对以上问题,本文就以下方面进行研究：首先,分析TDCS的基本原理和实现步骤,同时搭建TDCS平台,在此基础上研究TDCS’性能随信噪比(SNR)和干信比(JSR)的变化；其次采用Jakes模型建立了一个多径信道,并分析了TDCS在多径信道中的性能,同时分别引进了预均衡和后均衡技术来提高TDCS的性能,比较了不同情况下的误码率来验证均衡技术对性能的提高作用,在这个基础上本文设计了一个预后均衡的变频域通信系统；最后,提出了一种基于线性调频信号的分数阶傅里叶变换检测的信道估计方法来有效地估计信道参数,以便进一步用于信道均衡。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
Chapter 1 Summary of the Thesis  10-16
  1.1 Background and Significance  10-11
  1.2 Research Status  11-14
  1.3 Research Contents and Organization of Thesis  14-16
Chapter 2 Principle and Key Technologies of TDCS  16-38
  2.1 Basic Principle of TDCS  16-19
  2.2 Key Technologies of TDCS  19-26
    2.2.1 Spectrum Estimation  19-22
    2.2.2 Thresholding and Spectral Notching  22
    2.2.3 Phase Mapping Process  22-23
    2.2.4 Basis Function Generation  23-24
    2.2.5 Data Modulation  24-25
    2.2.6 Signal Transmission  25-26
    2.2.7 TDCS Receiving Process  26
  2.3 Simulation Results  26-37
    2.3.1 Spectrum Estimation  26-32
    2.3.2 Basis Function Generating  32-34
    2.3.3 Data Modulation and Demodulation  34-36
    2.3.4 Performance of TDCS System  36-37
  2.4 Summary  37-38
Chapter 3 An improved TDCS based on Channel Equalization Technologies  38-56
  3.1 Multipath Fading Channel Modeling  38-43
    3.1.1 Fading Channel  38-41
    3.1.2 Rayleigh Fading Channel Simulating  41-42
    3.1.3 TDCS with Multipath Rayleigh Fading Channel  42-43
  3.2 An improved TDCS based on Pre-equalization  43-44
  3.3 An improved TDCS based on Post-equalization  44-47
    3.3.1 Filtering LMS Algorithm  45-46
    3.3.2 Decorrelation LMS Algorithm  46
    3.3.3 Switch Field LMS Algorithm  46-47
  3.4 An improved TDCS based on Pre-Post-Equalization  47-48
  3.5 Simulation Results  48-55
    3.5.1 Rayleigh Fading Channel Simulating  48-51
    3.5.2 Pre-equalization results  51-52
    3.5.3 Post-equalization results  52-54
    3.5.4 Performances of TDCS with different equalization technologies  54-55
  3.6 Summary  55-56
Chapter 4 Multipath Fading Channel Estimation based on FrFT  56-68
  4.1 Mathematical Model and Principle of FrFT  56-58
  4.2 Discrete Fractional Fourier Transform Algorithms  58-59
  4.3 Channel Estimation based on DFrFT  59-62
    4.3.1 Channel Parameters Estimation  60-61
    4.3.2 Performance of the Estimation Algorithm  61-62
  4.4 Simulation Results  62-67
    4.4.1 LFM Detecting by FRFT  62-66
    4.4.2 Rayleigh Fading Channel Estimation  66
    4.4.3 Performance of the Estimation Algorithm  66-67
  4.5 Summary  67-68
Conclusions  68-69
Recommendations for future work  69-70
References  70-71

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