空时慢跳频MIMO通信抗干扰技术研究

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当今世界科学技术迅猛发展,信息化联合作战将成为未来战争中的必要形式。然而战时通信中电磁环境复杂、电磁干扰瞬息万变,对军用通信系统的可靠性造成严重影响。跳频(Frequency Hopping,FH)通信技术凭借其突出的抗干扰能力和良好的隐蔽性,已成为当前军事通信中最有效的抗干扰手段。但随着无线通信普及和军用干扰不断升级,传统跳频抗干扰理论存在局限,需要不断发展更加高效智能的军用通信抗干扰技术。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术能够大幅度提高信道容量和链路可靠性,从而抑制信道衰落并增强系统抗干扰能力。针对以上应用和研究背景,本文提出空时慢跳频MIMO通信抗干扰技术研究,建立了全新的空时慢跳频多输入多输出(Space-time Slow Frequency-hopping MIMO,STFH-MIMO)通信系统模型,该系统基于本文提出的空时慢跳频(Space-time Slow Frequency-hopping,STFH)算法和正交相干滤波(Orthogonal Coherent Filtering,OCF)算法,实现信息在空域、时域、频域的多域联合传输,同时获得了空时频分集复用增益,不但实现了信息高速大容量的传输,同时也具有显著的抗干扰能力。对系统进行初步仿真可验证该系统相比于常规空时分组码(Space-time Block Code,STBC)系统和单发单收跳频系统,在抗干扰能力上具有显著的优越性。为了更具体的分析STFH-MIMO通信系统的抗干扰性能,本文选取两发一收和八发八收天线规模的STFH-MIMO通信系统,将军用通信中三种典型干扰即宽带干扰、部分频带干扰和跟踪干扰分别加入信道对系统实施干扰,仿真得到系统在三种典型干扰下的信干比-误码率曲线,并对比于常规STBC系统和传统跳频系统,对系统的抗干扰性能及其优越性作出详细分析,分析结果验证了STFH-MIMO系统的抗干扰优越性。本文空时慢跳频MIMO通信抗干扰技术研究为通信抗干扰理论研究提供了一个新思路并实现初步仿真,期望能够对今后战时通信抗干扰理论研究起到参考作用。
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