隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,信息戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)成為軍事發(fā)展的必然趨勢(shì),然而在軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中,復(fù)雜的電磁環(huán)境和敵方干擾都對(duì)軍用通信系統(tǒng)的可靠性造成惡劣影響。擴(kuò)頻通信作為軍事通信領(lǐng)域主要的無(wú)線通信抗干擾體制,具有良好的抗截獲和抗干擾性能,但隨著敵方干擾強(qiáng)度的不斷提高,傳統(tǒng)擴(kuò)頻技術(shù)必然要有所突破,需要深入研究新型的多域聯(lián)合綜合抗干擾技術(shù)。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技術(shù)能夠大幅度增強(qiáng)通信系統(tǒng)的可靠性并抑制信道衰落,從而增強(qiáng)通信系統(tǒng)的抗干擾能力。針對(duì)以上研究背景,本文開展了對(duì)多域聯(lián)合MIMO通信抗干擾技術(shù)的研究,建立了全新的直擴(kuò)空時(shí)多輸入多輸出(Direct Spread Space-Time MIMO,DSST-MIMO)通信系統(tǒng)和空時(shí)直擴(kuò)多輸入多輸出(Space-Time Direct Spread MIMO,STDS-MIMO)通信系統(tǒng),這兩種系統(tǒng)分別基于本文提出的直擴(kuò)空時(shí)(Direct Spread Space-Time,DSST)編譯碼算法和空時(shí)直擴(kuò)(Space-Time Direct Spread,STDS)編譯碼算法,實(shí)現(xiàn)信息在空間域、時(shí)間域和功率域的多域聯(lián)合傳輸,極大增強(qiáng)通信系統(tǒng)的抗干擾能力。在理想信道下對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行初步仿真可驗(yàn)證,2發(fā)1收天線規(guī)模下這兩種通信系統(tǒng)的性能相似,但STDS算法比DSST算法更復(fù)雜;又驗(yàn)證2發(fā)1收和4發(fā)4收天線規(guī)模的DSST-MIMO通信系統(tǒng)相比于空時(shí)分組碼(Space-time Block Code,STBC)通信系統(tǒng)和直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)通信系統(tǒng),具有顯著的抗干擾優(yōu)越性。為了進(jìn)一步驗(yàn)證DSST-MIMO通信系統(tǒng)的抗干擾性能,本文選取三種軍用通信典型干擾(寬帶干擾、單音干擾和脈沖干擾)分別加入通信信道對(duì)系統(tǒng)實(shí)施干擾。分析寬帶干擾、單音干擾和脈沖干擾的干擾原理和不同干擾因素對(duì)干擾強(qiáng)度的影響,并選取2發(fā)1收和4發(fā)4收天線規(guī)模的DSST-MIMO通信系統(tǒng),仿真得到在這三種干擾下的信干比-誤碼率曲線,并對(duì)比STBC通信系統(tǒng)和DSSS通信系統(tǒng),對(duì)DSST-MIMO通信系統(tǒng)抗干擾性能的優(yōu)越性作出具體分析,分析結(jié)果驗(yàn)證了多域聯(lián)合MIMO通信系統(tǒng)的抗干擾優(yōu)越性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN975
【部分圖文】：

有利于防止信息被竊聽。除上述一些特點(diǎn)外，由于信號(hào)在擴(kuò)頻之后占據(jù)的頻帶很寬，頻譜成分同時(shí)衰落的可能性比較小，并不會(huì)使信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，所以擴(kuò)頻通信的抗衰落能力很強(qiáng)。另外，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)對(duì)非線性失真不敏感，所以非常適用于需要硬限幅器的系統(tǒng)中。擴(kuò)頻技術(shù)一般可以分為三類：第一類是直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)，用高速偽隨機(jī)序列擴(kuò)展低速發(fā)送信息序列，擴(kuò)展后的信號(hào)帶寬遠(yuǎn)大于原信息序列帶寬；第二類是頻率跳變系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)頻率（載波頻率）的跳變受控于偽隨機(jī)序列，按照偽隨機(jī)序列的指令（預(yù)先指定的頻率）隨機(jī)離散地跳變；第三類是線性調(diào)頻或“鳥聲”調(diào)制，載波頻率在一連續(xù)時(shí)間上線性變化掃過寬頻段[25]。在上述各類擴(kuò)頻系統(tǒng)中，直接序列擴(kuò)頻（后文簡(jiǎn)稱直擴(kuò)）是使用最普遍的一種，也是本文重點(diǎn)研究的一種，下面主要介紹這種擴(kuò)頻技術(shù)。2.1.2 直擴(kuò)通信組成及分析直擴(kuò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理方框圖如圖 2.1 所示。

無(wú)論有多少根發(fā)射天線，都只經(jīng)歷 1 次擴(kuò)頻和 1 次編碼。顯而 DSST 通信系統(tǒng)過程更繁瑣，而且發(fā)射天線越多，繁瑣性更高能一樣時(shí)，本文選擇一種更簡(jiǎn)便的 DSST 通信系統(tǒng)作為研究重-MIMO 通信系統(tǒng)仿真-MIMO 通信系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析證本文 DSST-MIMO 通信系統(tǒng)的通信性能，按照上節(jié)的參數(shù)設(shè) 1 收和 4 發(fā) 4 收。擴(kuò)頻碼是 m 序列和 Gold 序列，線性反饋移值為[1，1，1，1，1]，m 序列本原多項(xiàng)式為5 2f ( x ) x x 1 序列，兩個(gè)本原多項(xiàng)式分別為5 3f ( x ) x x 1和5 4f ( x ) x x益是 15dB。道下天線規(guī)模為 2 發(fā) 1 收時(shí)，STBC 系統(tǒng)、DSSS 系統(tǒng)、DSST-m 系率曲線如圖 3.10 所示，天線規(guī)模為 4 發(fā) 4 收時(shí)，DSSS 系統(tǒng)、和 DSST-g 系統(tǒng)的誤碼率曲線如圖 3.11 所示。

3.11 天線 4 發(fā) 4 收時(shí) DSSS、STBC、DSST-m 與 DSST-g 通信系統(tǒng)性能中曲線可以得知： 3.10 和圖 3.11 都能發(fā)現(xiàn)，無(wú)論收發(fā)天線數(shù)量是 2 發(fā) 1 收還是統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的 STBC 系統(tǒng)和 DSSS 系統(tǒng)有顯著的優(yōu)越性，術(shù)都有良好的抗干擾性能。在圖 3.10 中天線規(guī)模是 2 發(fā) 1 收時(shí) 系統(tǒng)誤碼率要低于 STBC 系統(tǒng)，這意味著 DSSS 系統(tǒng)性能相比好，說明這種情況下直擴(kuò)增益要優(yōu)于分集增益；而在圖 3.11 中在同一信噪比下，STBC 系統(tǒng)誤碼率要低于 DSSS 系統(tǒng)，這意味于 DSSS 系統(tǒng)性能會(huì)更好，說明這種情況下分集增益要優(yōu)于直益會(huì)受到展寬頻譜的倍數(shù)等參數(shù)的影響，分集增益會(huì)受到天線益或大或小都與多域聯(lián)合 MIMO 通信系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置有關(guān)，別有各自的優(yōu)勢(shì)。 3.10 中可以看出，當(dāng)天線規(guī)模為 2 發(fā) 1 收時(shí)，在誤碼率為1 系統(tǒng)和 DSSS 系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)的信噪比分別約是 6dB、20dB 和 1

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本文編號(hào)：2811843