短波瞬间通信关键技术概述.ppt

欢迎各位老师和同学 参加 我的博士学位论文答辩会！ 连续相位调制短波瞬间通信系统关键技术研究 博士研究生：韩志学 指导教师：张兴周 教授 专 业：信号与信息处理 课题的背景及意义 短波通信是指在3-30MHz频段（波长10-100m）范围内，通过电离层反射来进行中、远距离通信或通过地波进行近距离通信的一种无线电通信手段，也称为高频（High Frequency, HF）通信。自1921年第一次实现短波远距离通信以来，短波通信由于设备简单、成本低廉、抗摧毁性好、超视距传输等一系列优点，在军事、外交、气象、航空等领域得到广泛应用,一度成为中、远程无线电通信的主要通信手段。 短波通信具有许多显著优点，同时，由于自身的特点也存在一些缺点。主要表现在： （1）短波的天波传播是依靠电离层作为传输媒质，而电离层参数的可变性很大，使短波信道是一个时变色散信道，通信质量稳定性和可靠性差。 （2）可使用的频段窄，通信容量小。 （3）大气和工业无线电噪声干扰严重。 自20世纪60年代中期第一颗国际通信卫星投入使用以后，由于其能较短波通信提供宽得多的频带和高质通信线路，短波远距离通信开始逐步被卫星通信取代。 然而跨入20世纪80年代以来，短波通信又作为重要的通信手段之一重新受到人们的重视。实践证明卫星通信费用高，灵活性有限，而且在战争时期，极易被摧毁。而短波通信目标小，灵活机动，具有天然的不易被摧毁的中继系统——电离层。因此在战争状态下，短波通信的安全可靠度要远高于卫星通信。 随着现代高科技战争的发展，电子对抗技术的威胁使人们对短波通信提出了更高的要求，发展抗干扰、抗窃听、抗截获等目标的短波通信变得尤为重要。 中国工程院陆建勋院士根据自己多年的短波通信经验，在1997年创造性的提出了短波自适应瞬间通信系统（ABCS） ，为现代短波通信抗干扰技术研究提供了一种新的思路。 ABCS将跳频与实时信道监测有机的结合在一起，以短波信道的“多孔性”为理论基础，以“随机选频”和“即选即用”为原则，以“见缝插针”式的猝发通信为手段，以“群跳频”方式为模式进行组网，极大的提高了短波通信系统的抗干扰能力及通信容量。第一代ABCS系统已由武汉722所为主体的研究机构成功开发并开始装备使用。实践证明：ABCS系统在抗干扰方面明显优于其它体制。 （1）提出了多进制连续相位调制技术在短波瞬间通信系统中的应用。对短波通信信道特性进行了分析，并基于Watterson信道模型，设计了一种全软件的短波信道模拟器。 （2）探讨了卷积码与CPM、RS码与CPM结合的系统性能，然后基于CPM的记忆特性及其分解模型的递归特性，结合外部的卷积码及交织器，建立了串行级联CPM（SCCPM）的系统模型。探讨了SCCPM系统的性能，对CPM系统参数对系统性能的影响进行了分析，验证了CPM技术在短波通信中应用的可行性及技术优势。 （3）提出了一种加权外信息概率的SCCPM系统迭代检测方法，通过对解调器与解码器之间传递的外信息概率进行加权控制来减少正反馈现象，提高了短帧SCCPM系统迭代检测的收敛性和BER性能。 （4）提出了一种基于硬判决改变数量的动态迭代方法，有效的减少了系统平均迭代次数。同时，该方法通过对残余正反馈的检测，能够使迭代停留在错误数较小的位置上，进一步抑制了正反馈的发生。分析了改进后SCCPM系统的功率带宽性能。 （5）针对现有SCCPM系统均衡方法的缺点，提出了一种改进的基于干扰抵消的Turbo均衡方法，在低复杂度的前提下，解决了SCCPM系统在短波信道下应用的均衡问题。 短波信道特性 短波信道的特点是由它的传播媒介电离层的特性所决定的。电离层是地球高空大气层的一部分，从60km一直延伸到1000km的高度。下面介绍短波信道的几个主要特点。 （1）多径传播 由于电离层特性，电磁波可通过若干条路径不同的传输模式到达接收端，这造成了短波通信存在多径的特点。多径路数在2-4条约占85%，以3条出现几率最高。 （2）衰落 在短波通信中，即使在电离层的平静时期，也不可能获得稳定的信号。在接收端信号振