Chirp-BOK及多址通信技术研究

作     者：李诗铭 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙志国

授予年度：2019年

学科分类：11[军事学] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：Chirp-BOK调制 AWGN信道 多径信道 多普勒频移 多址通信 

摘      要：随着无线通信技术快速发展,军用需求的持续增加,各种先进技术的引入使得通信环境变得更为复杂多变。信息传输不仅受到加性噪声影响,还会受到由高速移动产生的多普勒频移,以及多径效应的影响。同时,高速率传输与有限的频带资源间往往是存在矛盾的。针对这些问题,直接序列扩频技术、正交频分复用技术、信道估计与均衡等信道处理技术被相继提出。然而这些技术只是单纯的解决某一方面的问题,从一体化的角度考虑并未取得重大突破。因此,面对多重任务需求,有必要发展新的通信系统以实现军用通信的一体化设计。本文以实现一体化通信为研究目标,采用一种能够同时抑制多普勒频和多径效应的非单频波形基—Chirp信号基进行通信。分析了该信号的基本特性,重点研究了该信号在衰落信道下的通信性能,同时研究了基于该信号的高效能多址技术,具体研究内容简述如下:首先,给出Chirp信号的理论数学模型,说明Chirp扩频(Chirp Spread Spectrum,CSS)技术的基本原理,基于Chirp信号的幅度谱、功率谱的数学模型。分析了信号的时频特性。其次,主要介绍了一种典型的基于Chirp信号的调制技术—Chirp-BOK调制,给出了系统调制解调的具体实现模块。随后,构建数学模型,推导了在AWGN信道的理论误码率。推导了Rayleigh信道、频率选择性衰落信道以及多普勒频移对Chirp-BOK调制误码性能的影响,并利用Matlab进行功能仿真验证。最后,在前文分析的基础上,通过数学推导分析了基于Chirp信号进行多址通信的基本原理,研究了基于Chirp信号的非共带多址算法并进行仿真验证。接着,给出两种基于Chirp信号的共带多址算法,构建数学模型,推导了理论误码率,并通过Matlab仿真分析了这两种算法的通信性能。