电离层散射通信系统关键技术研究

摘要

电离层的抗毁特性，使利用电离层的通信在特种通信行业中具有非常重要的意义。利用电离层散射可以实现上千公里远距离的信息传输，但其信道特性直接影响信息传输的性能；为了进一步提升电离层散射通信系统的性能，本文从电离层信道测量和信息传输方案设计两个方面开展了电离层散射通信系统的关键技术研究。
　　在电离层信道测量研究中，首先考虑单收发天线的系统，设计研究了信道测量信号的波形设计，从模糊函数、互模糊函数、序列峰均比的互补累积概率函数、频率变化率和相关函数分析常用的Zadoff-chu序列。利用测量数据提取了信道特性参数，建立了信道模型，并给出了时变的信道容量。为进一步了解电离层信道多径的特点，运用基扩展模型和频域序列相关模型对电离层信道的最强径在一段时间内的变化规律进行分析。仿真结果表明基函数模型的逼近效果较优；频域序列相关模型的误差优于时域序列相关模型。
　　针对电离层散射单天线系统信道容量低和电离层的“法拉第”效应等问题，研究基于电离层散射的2×2极化MIMO系统信道测量，选择两路相关性能优异的2×2极化MIMO系统信道测量序列，分别为Zadoff-chu序列及其共轭序列；组帧时采用时分复用和码分复用以应对电离层信道较大的频率选择性衰落；运用相关运算提取4个子信道的信道冲激响应，提取信道多径能量累积值及信道最强径能量值用来估计2×2极化MIMO系统的信道矩阵。仿真结果表明，设计的2×2极化MIMO系统得到的信道矩阵与仿真信道矩阵的估计误差满足电离层信道的测量要求。
　　本文研究的电离层散射信息传输方案是基于连续相位调制的单载波频域均衡技术。文章首先介绍信息传输方案参数的设计依据；其次分析单载波频域均衡技术的不同均衡方式，给出电离层信道条件和高斯信道下的仿真性能；给出不同维度和不同调制指数的连续相位调制的相位轨迹转移图和状态转移图；给出基于最大似然序列估计的连续相位调制的解调制过程；高斯信道下不同参数的连续相位调制的性能对比；最后结合两种方案给出电离层散射信息传输方案的仿真性能分析。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外现状

1.3主要研究内容和论文结构安排

第二章 电离层散射系统信道测量研究

2.1电离层散射信道特性分析

2.2信道测量序列

2.3信道参数提取

2.4信道最强径分析

2.5本章小结

第三章 电离层散射极化MIMO系统信道测量研究

3.1极化MIMO系统

3.2极化MIMO方案

3.3测量方案性能分析

3.4数据处理

3.5本章小结

第四章 基于CPM的SCFDE电离层散射信息传输方案研究

4.1参数设计准则

4.2 SCFDE技术研究

4.3连续相位调制

4.4基于CPM的SCFDE分析

4.5本章小结

第五章 总结和展望

参考文献

致谢

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