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短波通信分集接收关键技术研究开题报告

 2020-11-13 09:11  

1. 研究目的与意义(文献综述)

短波(short wave)是指频率在3-30mhz间的电磁波,其波长为10-100m。短波通信是无线通信中的一种重要方式,广泛应用于各领域,包括航空、航海通信,特别是在军事领域应用广泛。实际通信过程中,会受到有源中继网络路由的制约,但是短波通信完全不受网络枢钮和有源中继体制约,可以适用于各种复杂的环境。在发生战争或灾害时,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也会受到攻击,无论哪种通信方式,其抗毁能力和自主通信能力都无法与短波通信媲美,因此有必要研究短波通信及相关技术。

短波通信大多采用天波传播的方式,因为天波是通过电离层反射来进行传播的,可以进行远距离传播,但由于电离层会受到各种因素的影响,因而短波通信的信道是时变无规律色散的信道,多径效应、衰落、多普勒频移等都会对传输中的短波信号造成影响。多径衰落是造成短波信道信号损失的主要原因,而分集合并技术是一种能有效补偿信道衰落的技术,所谓分集合并是指对接收端收到的多个衰落特性相互独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理,以降低信号电平起伏的办法。分集有两个主要作用:一是为了实现分散传输,使接收端能够获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号;二是进行信号集中处理,即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并,以降低衰落的影响。
目前,国内外短波通信系统主要包括ics-4、rf-1170c、xk29xx等短波通信系统。随着短波通信的发展,实时信道评估技术,高速数据通信技术,差错控制技术,分集接收技术,跳频技术,自适应天线技术等技术逐渐成为国内外研究的主流。伴随微型计算机,移动通信,智能化设备的发展,短波通信技术也日新月异,不仅可以实现语音、数据通信,还实现了图像的处理、传真等通信。现在的短波通信研究主要致力于通信系统数字化、全固态功率合成技术、宽带天线小型化,保密抗干扰技术、软件无线电技术。相信随着科学技术的进步,短波通信在军事通信、航空、航海、邮电、公安等领域的应用会越来越广。

本课题主要研究短波通信中的分集接收技术,包含短波通信系统的概要论述,短波通信信道特性、模型,信道估计算法rls、lms、最大比值合并算法,分集接收机原理以及最佳接收机,以及各种算法性能比较。

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2. 研究的基本内容与方案

本课题主要研究短波通信分集接收关键技术。研究内容包含短波通信简介,短波信道的分析,短波通信信道估计技术分析,分集接收技术分析。其中短波通信简介会介绍短波通信发展历程及应用前景,短波通信中几种常用的技术概述;信道分析包括多径效应,多普勒效应以及常见噪声分析以及短波信道模型;信道估计技术主要分析rls、lms算法以及最大比值合并算法的原理,信道估值器模型并进行matlab仿真分析三种算法的性能差异;分集接收技术包含最佳接收机原理,几种经典的接收机,分析分集接收理论,经典的分集合并技术以及各种分集合并技术性能比较。

研究旨在完成rls、lms以及最大比值合并算法的matlab仿真并分析三种算法的性能差异,并从理论上导出这三种算法,建立信道估值器的数学模型,完成短波信道的建模并分析短波信道信号损失的原因,分析几种经典接收机的原理,分析分集合并技术性能差异。

研究先从理论上分析需要分析的问题,包括信道以及自适应算法,然后进行数学建模从统计学的角度来分析,最后完成matlab仿真,根据仿真结果来分析所建立的模型或者算法性能。根据通信系统分析的过程,依次从短波通信概述到短波信道分析,信道估计技术最后分析分集接收技术。

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3. 研究计划与安排

第1周—第3周 搜集资料阅读导师所给参考文献,根据获得的资料确定本次课题要完成的任务,并撰写开题报告;

第4周—第10周 根据搜集的资料整理出确定的思路,完成相应部分仿真模型的设计;

第10周—第13周 撰写论文初稿;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]王坦.短波通信系统.北京:电子工业出版社,2010.

[2]胡中豫.现代短波通信.北京:国防工业出版社,2003.

[3]沈琪琪.短波通信.西安:西安电子科技大学出版社,2001.

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