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车地通信系统中分集合并技术的研究与实现

作　者: 严俊
导　师: 吕明
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 车地通信分集合并信噪比估计 FPGA
分类号: U266.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 116次
引　用: 2次
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内容摘要

高速磁悬浮列车通过车地通信系统和地面控制中心传送测控信息,可靠而高效的通信系统是保证磁浮列车指挥调度通畅、运行安全的关键。由于磁悬浮列车车地通信环境(多径)和高速运动等情况导致通信性能受到很大影响,并且该通信系统工作在高速度、强电磁环境下,整个系统设备多、分布广、数据流量大、实时性要求高。38GHz车地通信系统通过毫米波(38GHz)、信号分集、前向纠错(FEC)和CPFSK调制方式等技术的应用来确保和提高通信系统的性能,保证列车的安全可靠运行。本文以磁悬浮列车为应用背景,课题研究来源于国家“863”计划磁悬浮列车车地通信系统子课题,任务为实现通信系统的分集合并功能。通过对列车的车地无线通信系统原理与结构的了解和掌握,围绕车地无线通信系统的分集合并系统以及分集合并的关键技术信噪比估计方法展开讨论,从信噪比估计算法仿真、实现以及分集合并系统的开发方面完成以下工作:1.介绍了磁悬浮列车车地通信的技术概况,分集合并技术在无线通信中的应用情况,并介绍以磁悬浮列车为背景的车地无线通信系统、多径通信环境和抗多径技术,在此基础上介绍了分集合并技术、均衡技术和信噪比估计方法。这些内容将为下文的研究和开发工作的开展作背景和理论铺垫。2.详细介绍了四种传统的信噪比估计算法,其中,两种基于AWGN环境提出,两种基于多径环境提出。分析了几种算法特别是前两种算法在多径下的估计性能,通过对多径信号进行均衡处理再进行信噪比估计改善了信噪比估计在多径环境下的估计性能。3.针对车地通信中分集合并系统的实际情况,即如何从基带信号中提取信号质量信息的问题,提出一种基于相关检测的信噪比估计方法,计算机仿真和实际系统的开发应用证实了该方法的有效性和可行性。4.在以上理论和仿真基础上设计和开发基于FPGA的分集合并系统,系统设计针对车地通信的需求和特点,将新提出的信噪比估计方法应用在该系统中,通过系统联调与实际应用证明了分集合并系统的可靠性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 研究背景  10-13
  1.2 发展概况  13-16
  1.3 论文设计目标和结构  16-17
第二章分集合并以及信噪比估计  17-32
  2.1 系统模型  17-20
  2.2 多径与抗多径技术  20-27
  2.3 信号的信噪比  27-32
第三章信噪比估计算法  32-45
  3.1 信号模型  32-33
  3.2 基于子空间特征值分解（SB）法  33-36
  3.3 高阶累积量估计(M2M4)法  36-38
  3.4 两种多径环境下的信噪比估计算法  38-40
  3.5 基于相关检测的SNR 估计法  40-45
第四章估计方法效果改善和仿真分析  45-54
  4.1 多径下的信噪比估计  45-47
  4.2 性能测试  47-51
  4.3 基于相关检测的估计方法系统仿真  51-54
第五章分集合并系统的FPGA 实现与调试  54-72
  5.1 XILINX 公司FPGA 设计流程及开发工具介绍  54-57
  5.2 分集合并系统  57-59
  5.3 分集合并关键模块的设计  59-68
  5.4 系统调试  68-72
第六章总结和展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76
攻硕期间取得的研究成果  76-77

车地通信系统中分集合并技术的研究与实现

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