OFDM跳频通信系统设计

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移动通信
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&’() 调制
&’() 就是采用离散富里叶变换 (’> , !(’>
或快速富里叶变换 ’’> , !’’> 现代数字信号处理 技术实现的子载波并行正交调制的并行传输方 式。其实现原理图如图 - 所示。
图-
&’() 系统框图
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移动通信
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第五部分
其它通信技术
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移动通信
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数据速率较高,还要求所选调制制度抗频率选择 性衰落和抗多径能力强。&’() 是一种高效并行 调制制度,其频谱效率与抗衰落 @ 特别是跳频通信 中常见的频率选择性衰落 A 都优于串行调制方式, 有人建议在第四代移动通信中采用 &’() , B()* 加跳频的模式 $ C % ,可以极大地提高频谱效率和系 统容量。本文给出了跳频通信系统框图和设计参 数,通过仿真,分析了该系统在白噪声条件下的 性能和频偏及限幅对系统性能的影响。
第五部分
其它通信技术
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跳频通信系统设计
曾菊玲 金力军 三峡大学电气信息学院 西安电子科技大学 !"# 国家重点实验室
$摘
要%
跳频通信具有较强的抗干扰、抗衰落、抗截获能力,多址组网能力也较强,在民用和军事通信中都
得到了广泛地应用。 &’() 调制方式具有较高的频谱效率和较强的抗衰落能力,应用于跳频通信可提高其性能。 本文给出了 )*"+ , &’() 跳频系统框图和设计参数,并通过仿真分析了系统性能。
“— ( ”未限幅误比特率 “—— — ” -+, 限幅误比特率 “— * ” +, 限幅误比特率
图!
限幅对 "#$% & ’()" 系统影响
参考文献
7 - 8 马建昌等 C 蓝牙核心技术 C 北京 D 科学出版社 E 2..9 7 2 8 "FFG (FGH IFGJ E "FKLHMNO 6FPKQR /NSHGHC =HOTFOUNGSH #GNQVWRW FT ’()" X (/"# /V;OR: $VWMHU ’YOHNMRFG RG Z$" 6NG:C Z[[[ 4ONGWC ?FUUUPGE -\\! @ ] B D 9!\ & 9^3 7 9 8 彭伟军 E 宋文涛 E 罗汉文 C >"$% 在跳频通信中的应用 及其性能 C 通信学报 E 2... @ 9 B D 3- & 3!
$ 关键词 %
跳频
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)*"+ , &’较强的抗干扰、抗衰落、抗截 获能力,多址组网能力也较强,在民用和军事通 信中都得到了广泛的应用。如 -..- 年,美军在海 湾战争中使用了带有跳频功能的单信道地面和机 载无线电系统 "/012345 , 6 系列超短波电台和联和 战术分布系统 $ 7 % ,取得了很好的战绩, 8") 系统 采用慢跳频技术,使系统容量和抗频率选择性衰 落能力得到了显著改善 $ 9 % ;正在研究的蓝牙技术 :;<=>&&>? 采用地址码作为跳频序列,进行快跳 频通信以抗干扰和抗多径衰落 $ - % 。 在上述这些系统中,采用的都是串行调制方 式,频谱效率虽然逐步提高但总体效果改进不 大。现代通信系统对跳频技术的抗干扰和组网能 力提出了更高要求,为此,设计跳 频系统最重要的因素是选择合适的 调制方式。跳频技术抗干扰的能力 与所选择的调制制度密切相关:选 调制制度频谱效率越高,在相同系 统带宽下,频率集中频点数就越 多,跳速越快,抗干扰性能就越 好,越有利于设计周期长、相关性 好的跳频序列,提高网络容量。同 时,现代跳频通信系统带宽较大,
’TT %HVRGJ RG aNVQHRJL (N:RGJ ?LNGGHQWC Z[[[ 4ONGWE ?FUUUPGE 2... @ -. B D -!\2 & -^.. 7 ^ 8 " bNGKRONUNGE aNUcHH =ONWN:C =HOTFOUNGSH [dNQPNMRFG FT /V;OR: ’()" X ?)"# X $(/ #YOFNSL TFO IROHQHWW
“— ( ”无频差误比特率,“— * ”频差 -./0 误比特率; “— 1”频差 2+/0 误比特率,“ & & ”频差 +./0 误比特率。
7 3 8 杨义先 E 梅文华 C 跳频通信地址编码理论 C 北京 D 国 防工业出版社 7 + 8 郭梯云 E 杨家玮 E 李建东 C 数字移动通信 C 北京 D 人民
图 + 不同频差下 "#$% & ’()" 跳频通信系统误比特率
邮电出版社 E 2..7 ! 8 $HPGJ /F %RUE $NGJ IP %RUC (OH_PHGSV & /FYYH:
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在跳频通信中,由于载频迅速跳变,接收机 中 #>? 作 用 有 限 , 当 信 号 突 然 增 大 时 会 发 生 限 幅,信号失真,误码率增大,系统性能下降。各 调制制度由于调制、解调的方式不同,抗限幅失 真的能力不同,对系统性能影响不同。限幅对 "#$% & ’()" 系统影响如图 ! 所示,说明限幅对 "#$% & ’()" 影 响 不 大 , 在 信 噪 比 较 小 时
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〈 @ -.:;〉 , +, 限幅几乎不影响误比特率,信噪比 增大时 @ A-.:; B ,限幅影响较大, +, 限幅可损失 达 -:; 能量。
3 性能分析及仿真结果
采用上述框图和所给数据用 "#45#6 语言进 行仿真,假定完全同步时,如图 3 带(曲线所 示,与文献 7 ! 8 符合。 在跳频通信中,由于频率经常跳变,接收端 很难跟踪多普勒频移,所用调制制度对频差或相 差 的 灵 敏 度 极 大 地 影 响 了 系 统 性 能 , "#$% & ’()" 跳频系统存在频差时的误比特率如图 + 所 示 , "#$% & ’()" 系 统 对 频 差 较 敏 感 , 频 差 2+/0 时,损失能量 2 & 9:;,相比 <)=$% 和 3($% 要大得多,因此,在 "#$% & ’()" 调频系统中要 采取相应的同步措施,如:插入导频信号等。