基于OFDM技术的短波通信试验研究
MIMO OFDM短波无线通信同步技术的研究
MM 码 I0编 得到的 号{ .N 通过 点II 反 符 5 f } 进行 = D叮( 离散傅 变换) 立叶 来实现O D 制, 为 F M调 子
收稿 日期 :0 51 .5 修订 日期 :O 60 .O 2 0 .21 ; 2O -22
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De .2 0 e 06
文章编号 :1 7 .7 2 2 0 )60 7 -5 6 114 (0 6 0 .8 00
MI DM 短 波 无 线 通信 同步 技 术 的研 究 MO OF
邓永洋 , 周 治 中, 胡 飞
( 中国电子科技集团公 司第三十研究所 , 四川 成都 60 4 ) 10 1
研究表明[ : 0 对于 O D 系统而言, ] FM 时间同步错误会造成 II符号间) S( 干扰 , 同时 , F M 系统对频率偏移非 OD 常敏感 , 频率同步错误会导致很大 的 I I子载波间) C( 干扰。O D 系统加入 MI FM MO技术后 , 由于发射天线数 目
和接收天线数 目 增多 , 若存在同步错误 , MOO D 系统会受到更大的 II II MI F M s 和 C 干扰。因此同步技术对 MI - MO O D 通信系统而言 , F M 是一个尤为重要 的关键技术。 MI F M 系统的同步方法分为两类 : MO O D 数据辅助 同步和盲同步。而数据辅助同步又分为训练序列和导频 同步两种。盲同步算法不需要额外的辅助数据 , 提高了频谱利用率 , 但是同步所需时间 比较长 , 精度也 比较低。 根据短波通信系统 的实际要求 , 本文采用 的是基于训练序列的同步算法。为了简单起见 , 假设所有发射天线到达 所有接收天线 的时间延迟相同、 频率偏移相 同。文献 [] 4 提出了一种利用各个发射天线上在时域上相互错开的训 练序列来进行 MI F M 同步 的算法。Moy5 MOO D d[提出了将各个发射天线上相互正交的训练序列 同时传送的同 ] 步算法, 与文献[ ] 4 中的算法相 比提高 了系统的传输效率。以上同步算法都是基于移动信道 的, 而对于 MI MO O D 在短波信道上的同步算法 , FM 到目前为止还没有看到相关文献。 首先给出 MI F M 短波无线通信系统模型 , MOO D 然后分析了 Moy M1 F M 同步算法I , d 的 MO O D S 并对其提 ]
短波无线通信中MIMO OFDM的频率同步技术分析
的天 线 之 间的 信道 脉 冲 响 应 , 2 7 2 表 示 多径 序 号 ,『 一( 一1 ) Q+d且 l d≤Q ,W i , ” 表 示 加性 高 斯 白噪 声。 通过 DF T解调 之 后 得 :
=
、
D F T { 5 } ( k ) 一 ∑T 1 、 + ,
山西太原 0 3 0 0 0 0 )
摘 要 : 该文将重点分析短波 无线通信 ̄ * M I M O O F D M 的频率同步技术 , 然后以频域 正交的训练系 列进行了 系 统中不同发射与接收信息之 间存在
的裁波频偏估计 关键词 : 短波 无线通信 M I MO O F D M 频率同步
中图分类号 : T N 9 2 5
文献标识码 : A
文章编 号: 1 6 7 4 — 0 9 8 x ( 2 0 1 3 ) 0 7 ( b ) 一 0 0 2 o 一 0 2
1 MI MO O F D M通信 系统
MI MO 通信 技 术 主 要应 用在 无 线通 信 的发射 与接 收 终 端 , 以多 天 线 的 方 式实 现 无 线通 信 , 并 在 空 间 形成 独 立 的并 行 信 道 进 而 进 行 多 路 数据 流 的 传 输 , OF D M 系统 对 载 波 频 率 产生 的 偏 移 敏 感 度 较 高 , 频 率 同 步 失败 会 产生 较 大 的I C I ( 子 载 波 间) 干扰 。 在 后 来的 继 续 研 究 中, 在MI M0 OF D M通 信 系统 加 入了载 波 同步技 术 以 后 , 使 得 系统 得 到 了较 为关 键的 优 化。 在本 研 究中 , 笔 者经 过 文 献 查找 与 验 证给 出 了M I MO OF D M 短波 无 线通 信系统 的 模 型 , 之后 对学 者 Mo o s e 提 出的S I S O O F D M 系统 之 中的载 波 频偏 的 频 域 估计 算 法 进行 了探 讨, 并 以此 为 基 础进 行 了一 种在 频 域 正 交 训练 序 列 基础 上 对 不 同 发射 与接 收 天 线 时 间 频 偏 的 不 同载 波 频 偏 估 计 的 算法 研 究 , 然 后 进 行 了相 关 的 仿 真 实
关于OFDM宽带短波通信关键技术
在 宽带短波传 输过程中,在对 信道的频率 为确保各个子载波之 间至关重要的正交性 ,避 选择 与时间选 择上,多径衰落 以及信道 时变是 免 各子 载波 之 间相 互干 扰,O F D M 对 信道 同 其 中无 法避 免的影 响 因素。在 进行 OF DM 宽 步的要求十分严格 ;而 短波信 道均衡技术 ,是 带短波通信均衡计 算过程中 ,首先要进行 的是 对估计 目标 即信道 中 O F DM 符 号 的所有子 载 信道估计 ,然后在对 其进 行相应的线性信道补 波 的位 置进行信道特性估计 ,进而补 偿, 由此 偿 。 来 消除短波信 道对信号 的告饶 ,正确调节接 收
性 统计 ,它具有传输效率高 、收敛速度较 慢的 特性 ,因此对 信道的特性要求 ,保证变化 时间 O F D M 即 正交 频分 复用 ,作为 一种 特殊 远远小于 收敛速 度。 以导频符号辅助为基础 的 的多载波传输方式 ,可 以有效利用频谱 资源 号定时产生的 同步误差 ,很可 能会 引入符号间 的信道估计 ,其 主要原理,是在数据部分进行 在 O F DM 中 引入 循环 前 缀, 可 以有 效 克 服 干 扰;采样同步误差会使子载波 的正交性无法 定 比例 的导频符 号插 入,这种算法的复杂度 OF DM 相邻 块之 间 的相 互干扰 ,能 够维 护载 保 持,而时变的定时偏差会使其相位 偏差,必 较小 ,结构也相对简 单,具有很广泛的应用范 围 。进行信道估计 时,可以在导频位置进行信 波 间的正交性。 目前,最为常用 的短波通信规 须在 信号接 收是的到跟 踪补偿 。 道估计 ,也可 以在所有位置 进行信道估计 ,不 定有 定频 、慢速 调频,其能够达到的高速率支 2 . 2时域符 号同步计算 持 为:2 4 0 0 b p s 。最 为常 用 的调 制解 调器 有并 同方式都有其对应的优势 。
基于OFDM技术的短波通信电台研制
基于OFDM技术的短波通信电台研制摘要:本文研究了OFDM调制技术在短波通信中的应用,提出了一个基于OFDM调制的短波通信电台的设计方案并完成了软硬件系统设计。
对实验样机的测试结果表明,本系统性能指标能够满足实际要求。
关键词:短波通信;软件无线电;正交频分复用技术一、引言短波通信由于具备通信距离远、架设简单和移动方便等优点被广泛用于无线通信领域。
正交频分复用(OFDM)调制方式以其传输速率快、频带利用率高和抗多径能力强等优点越来越受到人们的重视,也开始逐步被应用于短波通信领域,取代原来的单载波调制和非正交多载波调制技术[1]。
本文介绍的基于OFDM调制技术的短波通信电台采纳了软件无线电的思想,以DSP为操纵和运算核心完成对数字信号的OFDM调制和解调。
二、短波通信电台的系统模型与性能参数1.差不多系统模型短波通信电台的实验样机框图如图1所示,发送端首先通过PC机录入人的语音数据进行语音编码和压缩,然后通过RS-232接口将压缩后的比特数据流传送至数字发射机进行OFDM调制,最后由射频模块将OFDM 信号变频到射频频段后发送至无线信道;接收端首先由射频模块接收通过无线信道传来的模拟信号,然后在数字接收机内部将信号恢复成基带信号后进行同步和OFDM解调,最后通过RS-232接口将解调后的比特数据上传到PC机,由其进行解压缩和语音解码将数据恢复成语音数据。
短波电台的系统参数如表1所示,要紧性能指标为:①4QAM调制时,在10 kHz的信号带宽上数据速率达到11.25 kbps;16QAM 时,则能达到22.5 kbps;②4QAM调制时采纳编码后在信噪比为10 dB的AWGN信道中的比特误码率能达到10-5;③4QAM调制时采纳编码后在信噪比为20 dB的短波信道(多径信道最大延迟4 ms)中的比特误码率能达到10-4。
限于篇幅,下文要紧介绍数字发射机和接收机两个中频处理模块的软硬件方案设计,而对射频模块和语音编解码模块不做介绍。
差分Turbo—OFDM在短波数据通信中的应用研究
王 强 孙 锦 涛 叶 晓 东 谢 仁 宏
( 京 理 工 大 学 电子 工 程 与 光 电 技 术 学 院 , 京 2 0 9 ) 南 南 10 4 摘要 该 文提 出 了将 Tub 码 与 OF r o DM 调 制 、 分 检 测 技 术 相 结 合 , 析 丁这 种 差 分
译 码 器
囊
图 1 差 分 Tu b - D 系 统 框 图 roOF M
Fi 1 D i ee ta r o OF g f r n ilTu b - DM r cur f Stul e
2 T r o OF u b - DM 信 号 的 差 分 检 测
在 T ro 的译 码过 程 中 , 收码元 的软 值输 人是 正 确译 码 的 前 提 在 多径 衰 落信 道 ub 码 接 中, 接收信 号 的随机附 加相 位增 加 了相关检 测的难 度 , 以相邻 码 元的相位 差作 为信息 的载 常 体 。为此信息 序列需预 先进 行差分 编码 , 收端 相 应地 进 行差 分检 测 。图 2所 示为格 雷 映 接 射 的相 位 配 置 矢 量 图 。
差 分 Tu oF M 体 制 在 短 波 数 据 通 信 中 的 应 用 可 能 。 该 体 制 具 有 较 高 的 频 率 r D 利 用 率 , 有 效 地 抑 制 短 波信 道 中 多 径 时 延 、 率 选 择 性 衰 落 、 为 干 扰 与噪 声 带 可 频 人 来 的 不 利 影 响 。 仿 真 结 果显 示 该 体 制 提 高 丁短 波 信 道 上 数 据 通 信 的误 码 性 能 。 关键 词
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第 2 6卷 第 2期 南 京 理 工 大 学 学 报 20 0 2年 4 月 J un l fNa i gUnv ri f—in eadT ora o zi n iest o S e c—n y —c
基于OFDM+波形的短波通信与超视距雷达集成实验研究
看作是一种调制技术,也可以被当作一种复用技术,
其主要思想是:利用多个正交子信道分担传输任务,
即将原始的串行数据流经串/并转换后映射到多个
相互正交的子载波上进行调制,然后对各子载波求
和后实现传输。在接收端则通过相逆的过程,利用
各子载波的正交关系分离出传输数据。
OFDM 时域基带信号可以简单表示为
∑ s(t)
本文针对超视距雷达组网探测的需求,提出了 一种基于 OFDM 波形的短波通信与超视距雷达探 测一体化工作模式,研究了其实现所涉及的关键技 术,介绍了利用武汉大学新近研制的全数字主被动 一体化高频地波雷达硬件平台实现信息传输和雷达 探测功能的实验结果。
2 OFDM 基本原理及参数设计
OFDM 是一种特殊的多载波传输方案,既可以
为了对抗多径效应导致的ISI,添加循环前缀 (Cyclic Prefix, CP)被证明是十分有效的方法,此 时,OFDM符号的结构可用图2表示,其中Tg为保 护间隔长度,Tu为有效部分长度,符号长度变为Ts=
372
雷达学报
第1卷
图 2 完整 OFDM 符号结构示意图
Tg+Tu。循环前缀长度要求大于多径扩展时延,即 Tg ≥ τmax ,且长度越长,系统抗干扰的能力也就越 强。但因其属于辅助结构,不携带有用信息,故Tg 的增大会导致信号能量与信息速率的损失。
逐渐成熟,高速多层次 QAM 调制技术、网格编码
技术、软判决技术、信道自适应技术、保护间隔技
术、信道均衡快速计算等技术逐步引入到无线通信
图 1 OFDM 信号频谱
领域,使得诸如复杂计算、高速存储器等妨碍 OFDM 实现的问题得到彻底解决。随着无线语音、 视频、宽带接入、无线局域网、多媒体业务等无线 通信业务的发展,OFDM 技术得到了广泛应用。
基于OFDM技术的短波通信电台研制
基于OFDM技术的短波通信电台研制OFDM技术是一种被广泛运用于无线通信系统中的技术。
其具有抗多路径衰落干扰、高频带利用率和高数据传输速率等优点。
因此,利用OFDM技术来研制短波通信电台,将在长途、复杂环境下进行通信时,提供更为可靠和高效的通信方式。
一、短波通信电台概述短波通信电台是一种用于远距离通信的无线电设备,属于高频通信的一种。
由于其工作频段位于频谱较广阔的“短波”段,因此可实现长途、复杂环境下的无线通信。
短波通信电台通常分为:调频(FM)电台、调幅(AM)电台、单边带(SSB)电台等多种类型。
其中,单边带(SSB)电台是一种在短波通信中被广泛运用的设备类型。
因其直流功率小、能量利用率高、抗干扰能力强等特点,成为各国广播、电视、电台及各种通信等行业的主流设备之一。
二、基于OFDM技术的短波通信电台OFDM技术源于二十世纪六十年代半支持相位偏移(QPSK)技术的间接频率综合调制(IFDM)技术上。
OFDM技术的核心在于将高速数据分成若干段较低速度的子带(子信道),让各子带以相同的基带(时域信号)来发送信息,最终由接收端将各子信道的信号相加合成原始数据,从而达到传输数据的目的。
OFDM技术的优点在于:信道复杂度变得低,并可以抵抗多径干扰、群时延扩散等信道问题。
因此,采用OFDM技术来研制短波通信电台,可以有效地提高短波通信的可靠性和传输速率。
三、基于OFDM技术的短波通信电台设计基于OFDM技术的短波通信电台设计大致分成三部分:调制信号产生、发射信号传输和接收信号处理。
1.调制信号产生调制信号产生部分采用模拟信号和数字信号混合的方式。
首先,使用数字信号处理器(DSP)产生数据流,并通过数字模拟转换器(DAC)将数据流转换成类比信号,然后通过滤波器、混频器等模拟电路对信号进行调制。
2.发射信号传输发射信号传输主要包括激励信号放大、滤波、混频和功率放大等步骤。
在OFDM技术的基础上,越来越多的系统将多天线技术(MIMO)结合进发射信号传输中。
OFDM技术发展现状研究
O F DM系统收发机 的发送端将被传输 的数字信号转换成 输技术的实验测试 。实验表 明,在短波通信 中运用多载波传 子载波幅度和相位 的映像 , 并进行 I D F T将数据 的频谱表 达式 输技术能极大提升通信质量 。 近年来 , 随着 多载波技术的深入发展 , 国内许多单位也开 变到时域上 。I F F T变换与 I D F T变换作用相 同,只是有 更高 的计算效率, 所 以适用于所有的应 用系统。其 中, 上半部分对 始着 手研 究基于 O F DM 技术的短波通信 电台, 以发挥 O F D M 提高短波通信 的抗截获性和传输的可靠性。 应于发射机链路, 下半部分对应于接收机链路。 由于 F F T操 技术 的优 势, 将 O F D M 应用于短波通信有较大 的优势 , 主要表现为: 作类似于 I F F T , 因此发射机和接收机可 以使用同一硬设备 。 当然 ,这种复杂性 的节约使得该收发机不能同时进 行发送和 接收操作。
( 1 ) 通 过对 高速 率 数 据 流 进 行 串 并转 换 , 增 加 了每 个 子 载
波上 的数据符号持续时间, 即增加了数据符号 的比特信 噪比,
接收端进行与发送端相反的操作 , 首先进行射频解调 , 并 从而提高对抗短波信道 的多径时延的能力 。 ( 2 ) OF D M 使用 的子载波问相互正交 , 因此子载波间频谱 用F F T变换分解频域信号 , 子载波的幅度 和相位被采集 出来 这极大地提高 了频谱利用率。 并转换回数字信 号。I F F T和 F F T互为反变换 , 选择适 当的变 可 以互相重叠 , 换将信号接收或发送 。当信号独 立于系统 时, F F T和 I F F T可 以被交替使用 。
h o ms o n公 司和 德 国 的 Da i ml e r - C h r y s l e r 航 空航 天 部 门开 始 致整个链路失效, 但是在 多载波系统 中, 某一时刻只会有少部 T 将O F D M 技 术 用 于 短 波通 信 , 并 在 短 波通 信 中开 展 多载 波 传 分 的子 通 道 受 到 深 衰 落 的影 响 。
基于OFDM+波形的短波通信与超视距雷达集成实验研究
1/Ts 均匀间隔,如图 1 所示,在每个子载波频谱的 最大值处,其他所有子载波的频谱恰好为零点,因
此若在各载波频谱最大值点进行抽样,子载波间将
不存在相互干扰。
基于 OFDM 系统子载波频域的正交性,利用
FFT 快速算法可高效地实现 OFDM 信号的调制解
调,随着数字信号处理和超大规模集成电路技术的
①
(Radio Propagation Laboratory, School of Electronic Information, Wuhan University, Wuhan 430072, China)
②
(The 28th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Nanjing 210007, China)
逐渐成熟,高速多层次 QAM 调制技术、网格编码
技术、软判决技术、信道自适应技术、保护间隔技
术、信道均衡快速计算等技术逐步引入到无线通信
图 1 OFDM 信号频谱
领域,使得诸如复杂计算、高速存储器等妨碍 OFDM 实现的问题得到彻底解决。随着无线语音、 视频、宽带接入、无线局域网、多媒体业务等无线 通信业务的发展,OFDM 技术得到了广泛应用。
信领域和雷达领域都有着广泛应用。就通信而言, 它可以实现数千甚至上万公里的远距离通信,也可 进行几十到数百公里的中近距离通信,既可用于舰 载、机载、车载、个人背负等移动通信,也可用于 大型固定台站通信,使用机动灵活、设备简单、造 价低廉。就雷达而言,可分别构建天波雷达、地波 雷达和天地波混合雷达,3 类雷达均具有作用距离 远、超视距、反隐身等突出优点,是主权国家用于 战略预警、国土防空、海洋权益维护的重要装备, 此外该雷达还可作为远程大面积海洋表面动力学参
光OFDM技术在短距离和长途光纤通信系统中的应用研究
3光OF D M技术在 短距 鼻和长 途光纤通信系统 中的应 用 鉴于光 O F D M技术具有 的优势 性,在 短距离和长途光 纤通信系统 中被广泛应用 ,下面讲就光 O F D M技术在短距 离和长途光纤通信系统中的应用进行具体 的分析 。 3 . 1多模 光纤 ( M 盯 )的短距离光纤通信 系统的应用 M M F因其成本低 、数值孔径大 以及对焦准等优势被广 泛的应用 到局域 网和光 纤通信系统中 , 并成为其首选介质。 传统 的多模光纤频率较 窄,这种 比较窄的频 率严重影 响了 通信数据传输速率 ,而光 O F D M所独有 的高频谱优 势改变 了M M F这种频率较窄的优势 ,而且 M M F高频 区由各个带通 区域组成,而 M M F因其频率较窄使得频率选择性衰落 ,光 O F D M技术通过不在子载波 的频率可 以很好地 克服 M M F的这 种弊端 ,并使得 M M F 信 号传输能力提高。除此之外 ,O F D M 技术还可以有效 的境地 M M F存在的模式色散 的弊端 ,使得 局域 网和数据 中心可 以实现更 高速 的传输速率和容量 。 3 . 2无源光网络 ( P O N )光纤通信系统 的中的应用 P O N系统成 本低 、拓 扑结 构灵活、服务 质量高 ,凶其 这些优势在传统 电缆中使用广泛 ,但是随着网 民人数的大 量增加和大家对 网络需求的多样化 ,当前的 P O N技术 已不 能满 足大众 的需求 。光 O F D M 技术 因其独有 的调制方式可 以被应用到 P O N系统中, 不仅提高 了 P O N系统的传输速率 , 而且大大 降低 了系统成本,并有效解决色散 带来 的网络复 杂性 的弊端 。另外,光 O F D M 技术 也提高 了 P O N系统 的灵 活性 ,使得 P O N系统更具技术兼容性 ,光 O F D M 技术 的调 制功能作为物理层传输方式广泛的应 用到 P O N系统 中。 3 . 3光载射频 ( R O F )通信系统的应用 制传输频谱 ,可 以通过调整子载波调整频带位置 ,从而可 R O F的光纤传输带宽,因此可 以实现光纤通信与无线通 以增 强系统 的可调整和可扩展性 ,实现传输速率 的提升 。 信的结合,但 是,R O F通信系统具有无线 多径衰 弱、光 纤 2 . 2 . 3 提高传输系统 的容忍性 传统的传输系统具有 色散 的弊端,很容易导致传输信号失真 。光 O F D M 技术具有 独立 的频谱结构 ,但是正是 由于这种 频谱的独立使得任意 的多径衰弱和光纤色散容忍性 的优势,可以帮助 R O F 通信 频率都可 以被分割 ,进 而引起系统传 输性 能的降低 ,而光 系统解决这种弊端 ,使其更好地应用到光纤通信系统中。 O F D M 技 术是 由很多子载波频谱组成 的,其 中某 一个频 谱 3 . 4长途 高速骨干光纤通信系统 的应用 不会影 响整个数据传输系统的正常运行。 光O F D M技术独 有的高频谱效率和抗 多径传播速率解 2 . 2 . 4系统采样速率 降低 在单载波数据传输 中,采 决 了长途 高速骨干光纤通信系统的应 用,提 高了通信系统 样速 率一般来说是信号宽带的两倍,但 是,如果采用这种 的频谱利用效率, 同时增加 了对 C D和 P M D的容 忍性 ,在 速率 的采样 ,系统 的精确 度很容易受到影响 ,而光 O F D M 保证 传输容量 的同时确保 了通 信系 统 的传 输性 能。在光
OFDM宽带短波通信关键技术研究的开题报告
OFDM宽带短波通信关键技术研究的开题报告一、选题背景随着信息技术的发展和应用需求的增加,短波通信作为一种可靠、安全、灵活的无线通信方式,得到了广泛的应用和重视。
然而,短波信道的特殊性质使得其传输信号出现了多径衰落、频率选择性衰落等问题,从而影响了通信质量和传输效率。
正交频分复用(OFDM)技术是一种能有效克服多径衰落、抵抗干扰和提高信道利用率的数字调制方式。
OFDM技术通过将整个带宽分成多个子载波来传输数据,从而提高了信道的利用率和频率效率,使传输速率得到了显著提高。
而采用OFDM技术的宽带短波通信不仅可以提高短波信道的传输效率,而且可以更好的适应多变的信道环境和复杂的干扰情况,具有广泛的应用前景。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是基于OFDM技术的宽带短波通信关键技术研究。
该研究主要包括以下几个方面:1、短波信道特性分析:对短波信道的多径衰落、频率选择性衰落等特点进行深入的分析研究,为后续的OFDM技术设计提供基础。
2、OFDM调制技术研究:对OFDM技术的原理、调制方式、频率分配、子载波数量等方面进行研究。
同时,对于短波信道特性的应用进行深入研究,以提高OFDM技术在短波通信中的性能。
3、关键技术设计与实现:对于OFDM技术在宽带短波通信中存在的关键问题进行设计与实现研究,如子载波分配、信道估计和频偏补偿等技术。
4、系统性能评估:通过实验与仿真等手段,对所提出的OFDM技术在宽带短波通信中的性能进行评估和分析,以验证其可行性和有效性。
本研究的主要目标是:设计并实现一种具有稳定的OFDM技术的宽带短波通信系统,并在相应的信道环境下进行实验验证,以验证该技术在宽带短波通信中具有良好的性能和应用前景。
三、研究意义本研究将对OFDM技术在宽带短波通信中的应用进行深入研究,能够提高短波通信的传输效率和频率利用率,并能够更好地适应不同的信道环境和复杂的干扰情况。
同时,该研究能够为短波通信系统的进一步研究和发展提供重要参考,具有一定的理论和实际意义。
基于OFDM的短波宽带通信窄带干扰抑制研究
基于OFDM的短波宽带通信窄带干扰抑制研究本文采用的抗窄带干扰的陷波技术主要有变换域陷波抑制和时域陷波抑制。
变换域陷波抑制中给出了一种简化的频域LMS算法,并利用加窗技术改进算法性能。
时域陷波抑制则给出了基于LMS的直接型IIR陷波器以及格型IIR陷波器抑制窄带干扰的算法。
但IIR陷波器的自适应算法都存在收敛慢,对初始条件、遗忘因子、平滑因子敏感等问题,不能有效抑制窄带干扰。
结合时域和频域的窄带干扰抑制算法的优点,并根据该短波系统方案的需求,我们设计出了一种基于FFT频率估计的时域陷波算法。
该算法主要是依据窄带干扰在频域的峰值特性设计的。
由于窄带干扰在频域出现极大的峰值,根据峰值的位置得到窄带干扰频率的估计值,再将其传递给IIR陷波器中对应陷波频率的参数。
在假定信号时变特性缓慢的条件下,仿真实验结果表明,改进算法能更有效地抑制短波通信系统中的窄带干扰。
OFDM在短波通信中的应用
OFDM在短波通信中的应用OFDM在短波通信中的应用摘要:介绍了当前短波(HF)通信中串行、并行两种体制的最新发展现状,着重讨论了正交频分复用(OFDM)技术在HF通信中的实际应用,最后指出在短波通信中采用OFDM体制需要解决的几个关键性问题。
关键词:短波 OFDM 串行调制解调器并行调制解调器卫星通信和短波(1.5~30MHz)通信是目前远距离通信的两种主要手段。
对军事通信而言,卫星在战争期间易被干扰或阻塞,甚至被摧毁而失去通信能力,因此,就通信的顽存性、机动性和灵活性而言,短波通信具有无可比拟的优越性。
其发射功率小,设备简单,通信方式灵活,抗毁性强,以电离层为传输媒质,而电离层基本具有不可摧毁性,传输距离可达数千公司而不需要转发。
这些优点使短波通信成为军事部门及其它机构远距离通信和指挥的重要工具。
此外,在海上通信和机载通信中短波通信占有重要地位。
潜艇、水面战舰、远洋商船、渔轮和科考船队通常都配备短波电台与外界建立通信联系,而且海上通信对数据传输的速度要求越来越高,有力地推出了海上短波通信技术的发展。
机载短波、超短波通信是航空通信的重要手段,特别当飞机要进行低空、超视距和远距离通信而又缺乏现代预警机与机载卫星通信系统时,机载短小、超短波通信成了唯一的通信渠道。
1 短波通信中传输高速数据信号的调制技术短波传输分为天波和地波两种方式。
对天波传输方式而言,短波信道是一种时变色散的信道,它利用电离层的反射传送信息。
由于电离层是分层、不均匀、各向异性、随机、有时空性的介质,因此短波信道存在多径时延、衰落、有时空性的介质,因此短波信道存在多径时延、衰落、多普勒频移、频移扩散、近似高斯分布的白噪声和电台干扰等一系列复杂现象。
此外对现代短波通信系统,信道大多数具有频率的选择性,多径传输产生了信号的相干衰落与符号干扰,短波通信的性能在很大程度上取决于系统设计对信道传输补偿的效果。
短波信道通常情况下是一种缓慢变化的信道,多径延迟典型值2~8ms,多普勒频率扩展的典型值0.1Hz,多普勒频移在0.01~10Hz范围内变动,在高纬度地区多径延迟可达13ms以上,多普勒扩展可达73Hz。
基于OFDM的宽带短波波形信道估计算法研究
调制 , 串并变换 等模块) ; 第 二部分为发射端射频单 元 ( 包 括
D AC, 射频模块 ) ; 第三部分 为接 收端射频单元 ; 第 四部分 为 接 收端 基带处理单元 ( 包括 同步 , 信 道估计 与补偿 , 解 调及
解 码等模块) 。
匹
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. 困 : h 匝
! H H
李晓 勇 李 丁 山
武汉 4 3 0 0 7 9 ) ( 武汉船舶通 信研究所
摘
要 短 波信道具 有时变、 色散、 衰落等特点 。在短 波宽带 多载波 系统中 , 信道估计 对数据 的可靠 传输至关重要 , 必须采用有效 的信
道估计方法来实 时地跟踪信道 的变化 。该文研究 了三种短波信道估计算法 , 并仿真 比较其 性能 。结果表 明, 改进的变换域 方法在短波信道 中具有较好 的效果 , 对工程实践有较好 的指导意 义。
A bs t r a c t I n t he s y s t e m o f wi d e b a n d mu l t i — c a r r i e r c o mm u ni c a t i o n, d u e t O t h e t i me a n d f r e q u e n c y s e l e c t i v e v a r i a nt o f t h e c h a nn e l e n c o  ̄ n— t e r e d o n t h e d a t e t r a n s mi s s i o n s , t h e c h a n ne l h a s t o b e e s t i ma t e d . Thi s p a p e r l i s t s t h r e e me t h o ds o f c h a nn e l e s t i ma t e, t h e r e s u l t o f s i mu l a t i o n i n d i c a t e s t ha t t h e i mp r o v e d o f t h e t r a ns f o r m d o ma i n p r o c e s s i n g h a s a b e t t e r p e r f o r ma nc e . Ke y W or ds OFDM ,c h a n n e l e s t i ma t i o n,t r a ns f o r m- d o ma i n p r o c e s s i ng Cl a s s Nu mb e r TN9 1 9
基于OFDM-CDMA短波宽带通信系统建模仿真的开题报告
基于OFDM-CDMA短波宽带通信系统建模仿真的开题报告1. 研究背景和意义:目前,随着无线通信技术的不断发展和应用,无线通信系统已成为人们生产、生活中不可缺少的一部分。
短波宽带通信系统由于其在军队、政府、海事、航空、应急等领域中的特殊用途,受到了广泛的重视和研究。
OFDM-CDMA技术是当今较为成熟的无线通信技术之一,具有多用户接入、高速数据传输等优点,因此被广泛应用于无线通信系统中。
利用OFDM-CDMA技术的短波宽带通信系统,能够实现高效的数据传输和多用户接入,具有较好的应用前景和市场价值。
因此,基于OFDM-CDMA短波宽带通信系统建模仿真,对于深入研究和了解短波宽带通信系统的工作原理和性能具有重要意义。
2. 研究目的和内容:本文旨在基于OFDM-CDMA技术,对短波宽带通信系统进行建模仿真,分析其性能特点和优缺点,为短波宽带通信系统的设计、优化和运用提供理论依据和技术支持。
具体研究内容包括:(1)短波宽带通信系统的基本原理、组成结构和传输过程分析;(2)OFDM-CDMA技术的基本原理、特点和应用场景分析;(3)基于OFDM-CDMA技术,建立短波宽带通信系统仿真模型,分析其性能和优缺点;(4)通过仿真实验,分析OFDM-CDMA技术在短波宽带通信系统中的性能特点和技术问题;(5)在仿真实验的基础上,提出针对短波宽带通信系统的优化方案和应用建议。
3. 研究方法:本文主要采用以下研究方法:(1)文献综述法通过查阅相关文献,对短波宽带通信系统和OFDM-CDMA技术进行系统的概述和分析,为后续建模仿真提供理论依据和技术支持。
(2)仿真建模法基于Matlab等软件平台,建立短波宽带通信系统和OFDM-CDMA技术的仿真模型,进行性能分析和优化。
(3)实验比较法通过实验对比和分析,评估短波宽带通信系统和OFDM-CDMA技术在不同场景下的性能特点和优缺点,提出相关优化和应用建议。
4. 预期结果:通过本文的研究,预期可以得到以下研究结果:(1)对短波宽带通信系统和OFDM-CDMA技术的工作原理和性能进行深入分析和探讨,从理论上全面了解短波宽带通信系统的组成结构和传输过程。
基于OFDM技术的短波通信电台研制
基于OFDM技术的短波通信电台研制摘要:本文研究了OFDM调制技术在短波通信中的应用,提出了一个基于OFDM调制的短波通信电台的设计方案并完成了软硬件系统设计。
对实验样机的测试结果表明,本系统性能指标能够满足实际要求。
关键词:短波通信;软件无线电;正交频分复用技术一、引言短波通信由于具备通信距离远、架设简单和移动方便等优点被广泛用于无线通信领域。
正交频分复用(OFDM)调制方式以其传输速率快、频带利用率高和抗多径能力强等优点越来越受到人们的重视,也开始逐步被应用于短波通信领域,取代原来的单载波调制和非正交多载波调制技术[1]。
本文介绍的基于OFDM调制技术的短波通信电台采纳了软件无线电的思想,以DSP为操纵和运算核心完成对数字信号的OFDM调制和解调。
二、短波通信电台的系统模型与性能参数1.差不多系统模型短波通信电台的实验样机框图如图1所示,发送端首先通过PC机录入人的语音数据进行语音编码和压缩,然后通过RS-232接口将压缩后的比特数据流传送至数字发射机进行OFDM调制,最后由射频模块将OFDM 信号变频到射频频段后发送至无线信道;接收端首先由射频模块接收通过无线信道传来的模拟信号,然后在数字接收机内部将信号恢复成基带信号后进行同步和OFDM解调,最后通过RS-232接口将解调后的比特数据上传到PC机,由其进行解压缩和语音解码将数据恢复成语音数据。
短波电台的系统参数如表1所示,要紧性能指标为:①4QAM调制时,在10 kHz的信号带宽上数据速率达到11.25 kbps;16QAM 时,则能达到22.5 kbps;②4QAM调制时采纳编码后在信噪比为10 dB的AWGN信道中的比特误码率能达到10-5;③4QAM调制时采纳编码后在信噪比为20 dB的短波信道(多径信道最大延迟4 ms)中的比特误码率能达到10-4。
限于篇幅,下文要紧介绍数字发射机和接收机两个中频处理模块的软硬件方案设计,而对射频模块和语音编解码模块不做介绍。
MIMO-OFDM系统中短波信道特性研究与测量的开题报告
MIMO-OFDM系统中短波信道特性研究与测量的开题报告摘要:在现代通信技术中,随着移动通信技术的迅速发展和应用需求的增长,MIMO-OFDM技术成为了当前移动通信技术的主流。
短波信道特性是影响MIMO-OFDM系统通信质量的重要因素之一,因此研究和测量短波信道特性具有重要意义。
本文将短波信道特性研究与测量作为课题,针对该问题进行了探讨。
首先,本文对MIMO-OFDM技术的基本原理进行了介绍,并分析了短波信道对MIMO-OFDM系统的影响。
其次,本文分析了短波信道的特点和影响因素,并对短波信道评价指标进行了分析。
接着,本文介绍了常用的短波信道测量方法和测量设备,并对测量结果进行了分析和评价。
最后,本文提出了未来短波信道研究的发展方向和建议。
关键词:MIMO-OFDM;短波信道;特性研究;测量;发展方向。
Abstract:With the rapid development of mobile communication technology and the increasing demand for applications, MIMO-OFDM technology has become the mainstream of current mobile communication technology. The shortwave channel characteristic is one of the important factors affecting the communication quality of MIMO-OFDM system, so the research and measurement of shortwave channel characteristic is of great significance. This paper takes the research and measurement of shortwave channel characteristic as the topic, and explores the problem.Firstly, this paper introduces the basic principle of MIMO-OFDM technology and analyzes the influence of shortwave channel on MIMO-OFDM system. Secondly, this paper analyzes the characteristics and influencing factors of shortwave channel, and analyzes the evaluation index of shortwave channel. Next, this paper introduces the commonly used shortwave channel measurement methods and measurement equipment, and analyzes and evaluates the measurement results. Finally, this paper puts forward the development direction and suggestions for future research on shortwave channels.Keywords: MIMO-OFDM; shortwave channel; characteristic research; measurement; development direction.。
基于OFDM的短波电台改进方案设计
基于OFDM的短波电台改进方案设计陶玉柱;胡建旺;崔佩璋;张幸【期刊名称】《信息技术》【年(卷),期】2011(035)001【摘要】As the carrier for long space transmission, shortwave radio plays a very important role.However, the shortwave channel’s inhere disadvantages restrict the traditional shortwave radio, which makes the speed of transmission very low and the utilization of frequency band not high. The orthogonal conditions among each carrier frequency of OFDM could make its spectrum overlapped, therefore improve the spectrum availability, at the same time it also has good resistance to the frequency selective declining. So in order to improve the shortwave communication system ’ s data transport rate efficiently,the OFDM technology can be used properly. This paper analyses the keystone of OFDM, puts forward the performance enhancement project for shortwave radio.%短波电台作为远距离传输的重要载体,有着非常重要的作用.然而传统短波电台受短波信道固有缺点的限制,传输速率较低,频带利用率也不高.正交频分复用(OFDM)技术的各子载波之间的正交性使得其频谱可重叠从而提高了频带利用率,同时能有效对抗频率选择性衰落.为了有效提高短波电台的性能,可以采用OFDM技术.分析了OFDM的基本原理,提出了基于OFDM的短波电台性能增强方案.【总页数】3页(P85-87)【作者】陶玉柱;胡建旺;崔佩璋;张幸【作者单位】军械工程学院光学与电子工程系,石家庄,050003;军械工程学院光学与电子工程系,石家庄,050003;军械工程学院光学与电子工程系,石家庄,050003;军械工程学院光学与电子工程系,石家庄,050003【正文语种】中文【中图分类】TN91【相关文献】1.基于FPGA的基带OFDM系统的方案设计 [J], 白玉;萧宝瑾2.一种改进的DCO-OFDM传输方案设计 [J], 李环媛;吴佳;苏丹;袁卫国;闫磊;宋伟3.基于EXIT函数的自适应OFDM-LDPC调制编码方案设计 [J], 温娜;张平4.浅谈改进短波电台干扰无线电高度表电磁兼容性 [J], 郭红利5.基于进化算法和KKT条件的正交频多用技术(OFDM)资源优化分配方案设计 [J], 任新因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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nq e ,teBi E rrR t BE iu s h t ro ae( R)ra h s1 e c e 0~ u d rt et n mis nrt 0 p . n e r s si ae6 0 b s h a o
Ke r :s o wa e c mmu c to y wo ds h r v o t niai n;OF DM ;c d n o i g;c a n le tma in;BER h n e si t o
有较 高频谱利 用 率的 多载波调 制技 术 。将 O D 技 术应 用 于短 波通信 中, 建 了 O D 的试验 平 FM 搭 FM
台. 立 了短 波通信 链路 , 建 对接 收 端采 集 的 基 带 O D 信 号进 行 了处 理 。通过 编 码 和 信道 估 计 分 FM 别对信 号进行 纠错 和信 道补偿 , 处理结果 表 明 , 在传 输速 率 60b s 系统 的误 比特 率达 到 1 数 0 / 下 0
量级 , 系统性 能 良好 。
关键 词 : 波通信 ; F M; 短 O D 编码 ; 道估 计 ; 比特 率 信 误 中 图分类 号 : N 2 T 96 文献标 识码 : A 文章 编号 :6 35 9 ( 0 1 0 —2 -4 17 —6 2 2 1 ) 55 00
Ex e i n t d o h r wa e Co muS o t v m n c to s d o
nct n n h F M ( r ooa Feu ny D v i lpeig sa m l—ar rmouai i i ,ad te O D ao O h gn l rq e c i s n Mu il n )i ut cre d lt n t io t x i i o
第 5期
21 0 1年 1 0月
中 鼋弓叶 研宪 瓤 国 乎瞎 豫学
J un lo AEI o ra fC T
V 16 No 5 o. . 0c . 2 1 t 01
基 于 OF M 技 术 的 短 波 通 信 试 验 研 究 D
郑容秋 李 星 孙广俊 焦培南 , , , ,
t c niue wh c a k o d u e o e u n y s e tu i r ls n io me t e h q i h c n ma e g o s ff q e c p cr m n wie e s e vr n n .OFDM o s rwa e r t ho t v
Z N ogqu , I ig ,U un — n , A e nn ' HE G R n .i L n S N G a g u J O P i a X j I .
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b ss o D9 5 o r s e tb ih d T r u h p o e s g t e b s b n D sg a tr c p in,t e a i fA 9 7 b a d i sa l e . h o g r c s i h a e a d OF M i n la e e t s n o h r s l i d c ts t a te s se ef r n e i e lb p li g t e c dn n h n e si t n t c — e u t n ia e t h y t m p r ma c s w l y a p yn h o i g a d c a n le t h o mai e h o
要 , O D 正交 多载 波调 制 ) 而 F M( 以其传输 速率 快 、 频
0 引 言
短波通信是 目 前远距离通信的主要手段 , 具有 架 设简 单 、 成本 、 低 抗击 毁 、 信距离 远 、 通 移动方 便等 优点 , 且短 波 通 信具 有 不 易 “ 毁” 中继 系 而 摧 的 统—— 电离层 , 这一经常被人们忽略的特性。但是 , 短波信道是一种在时域 、 频域 、 空域上都有变化 的色 散信道, 这种信道的不稳定性使短波具有频带窄、 容 量小 、 速率低、 相互干扰等严重的缺点 。因此 , 传统 的短波通信工作方式很难满足现代数据通信 的需
2 ao a K yLb r o f lc o ant ni n et Qn doS adn 6 17 C i ) .N tnl e aa t yo Eet m ge cE vr m n, iga hn o g 60 , hn i ar r i o 2 a
Ab t a t:S o t v o sr c h rwa e c mmu c to a e n o eo h s mp ra tmeh d o o g d sa c o niain h sb e n ft e mo ti ot n t o fl n it n ec mmu—
(. 1 中国电波传播研究所青岛分所, 山东青 岛 260 ; 6 17
2 电波环境 特性及 模 化技 术 国家重点验 室 , . 山东青 岛 260 ) 6 17
摘 要 : 波通 信是远 距 离信 息传输 的重要 手段 , F M( 短 O D 正交 多载波调 制 ) 一种 在 无 线环境 下具 是