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短波8PSK信号解调关键技术研究及其实现

作　者: 高山
导　师: 黄庆华; 杨于村
学　校: 华南理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: MIL-STD-188-110A 多普勒频移 时偏 频偏 RLS
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要


短波通信作为重要的战术通信手段,自从诞生的那天起就在军事作战行动中发挥着无可替代的作用。伴随着自适应通信技术的出现,从上世纪80年代开始,短波自适应通信作为远程通信的主要技术手段被广泛采用。在短波自适应通信体系中,美军标MIL-STD-188-110A协议占有极其重要的地位,它规范了短波自适应通信体系架构和性能标准,根据该标准生产的短波电台也被美军用于日常的超视距无线电通信当中。本文以MIL-STD-188-110A协议定义的单音8PSK信号为蓝本,运用现代数字信号处理技术,研究和实现了短波8PSK软件解调算法,并以此为核心,采用软件无线电架构,构建了短波信号解调平台,主要工作可概括如下：从MIL-STD-188-110A协议主要内容出发,构建了软解调算法的基本框架,采用的基带解调加信道均衡器的基本结构能有效的去除短波信道造成的码间干扰,最大可能的恢复畸变的码元。针对MIL-STD-188-110A协议定义的训练序列较短的特点,本文在信道均衡上采用了收敛速度较快的RLS均衡器,由于经典RLS算法计算量大,稳定性差,本文改进了RLS相关矩阵的求解方法,提高了稳定性,在计算速度上,性能提升了25%左右。为了去除残余载波和恢复码元定时信号,本文利用均衡器输入和输出信号,提取频偏和时偏信息,利用反馈环反馈频偏和时偏信息,反馈的频偏信息驱动压控振荡器去除基带信号中的残余载波,反馈的时偏信息控制PID控制器恢复码元定时信号,该方法思路清晰,实现方便。最后本文探讨了短波信号软件解调平台的设计思路和系统结构,并对平台的实现做了简要介绍,对解调算法进行了大量的仿真测试,证实了算法的有效性,针对工程实践中的实时处理要求,本文给出的实现方法具有较好的实践性和参考性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 短波传播形式  11-12
    1.1.1 短波地波/海面波传播形式  11-12
    1.1.2 短波天波传播形式  12
    1.1.3 短波通信盲区  12
  1.2 短波信道主要特征  12-14
    1.2.1 多径传播  13
    1.2.2 多普勒效应  13-14
  1.3 军事短波通信及其发展现状  14-15
  1.4 本文的研究目标及内容  15
    1.4.1 研究目标  15
    1.4.2 研究内容  15
  1.5 本文的主要研究方法  15-16
  1.6 本文的内容组织  16-17
第二章 美军标110A单音模式  17-28
  2.1 单音传输模式概述  17
  2.2 基带数据帧结构  17-22
  2.3 信号调制流程详述  22-27
    2.3.1 前向纠错编码  22-23
    2.3.2 数据交织  23-24
    2.3.3 格雷码编码  24-25
    2.3.4 符号格式化  25
    2.3.5 数据加扰  25-26
    2.3.6 8PSK映射  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 短波8PSK信号解调原理及关键技术研究  28-46
  3.1 解调算法概述  28-33
    3.1.1 声卡采集  29
    3.1.2 信号检测和多普勒频移检测  29-30
    3.1.3 下变频和匹配滤波  30-31
    3.1.4 帧同步  31
    3.1.5 去频偏  31
    3.1.6 码元同步  31-32
    3.1.7 递推最小二乘(RLS)均衡器  32
    3.1.8 码元提取和符号映射  32-33
    3.1.9 去交织  33
    3.1.10 前向纠错码(FEC)译码  33
    3.1.11 信源信息还原  33
  3.2 短波8PSK解调算法关键技术研究  33-44
    3.2.1 多普勒频移检测技术  33-36
    3.2.2 递推最小二乘(RLS)均衡技术  36-40
    3.2.3 时偏和频偏的提取  40-44
  3.3 本章小结  44-46
第四章 短波8PSK信号解调算法性能测试  46-51
  4.1 测试环境  46
  4.2 性能测试  46-50
    4.2.1 不同信噪比下信号解调性能测试  46-47
    4.2.2 信号检测性能测试  47-48
    4.2.3 多普勒频移值测试  48-49
    4.2.4 均衡器性能测试  49-50
  4.3 本章小结  50-51
第五章 工程实现及现实价值  51-56
  5.1 系统的设计和结构  51-52
  5.2 系统的实现难点  52-53
  5.3 系统的实现  53-55
  5.4 本章小结  55-56
结束语  56-57
参考文献  57-59
致谢  59-60
答辩委员会对论文的评定意见  60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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