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短波OFDM信号体制识别与参数估计

张玉梅  
【摘要】:短波通信因其设备体积小、机动灵活、成本低廉以及抗摧毁能力强等特点,在现代通信领域尤其是军事通信中具有不可取代的地位,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)具有高频谱利用率、较强的抗多径能力可以改善短波通信中的固有缺点,因而OFDM成为短波宽带通信的主要调制方式。短波OFDM在军事通信中得到广泛应用,因而对非合作短波OFDM信号侦察方法的研究是十分必要的。本文以非合作短波OFDM信号为侦察对象,以提升系统的侦察效能为研究目标,提出并论证了适用于非合作短波OFDM信号的侦察方法,着重研究了OFDM信号的存在性检测、参数估计、子载波调制方式识别。首先对OFDM信号的存在性检测进行研究。存在性检测主要是识别OFDM信号与单载波信号。根据OFDM信号与单载波信号时域统计特性的不同进行识别,将高阶统计量作为识别特征参数,对比了高阶矩联合估计和高阶累积量组合两种方法在瑞利信道下对OFDM存在性检测的性能,通过仿真验证了高阶累积量组合检测算法不受子载波调制方式和子载波数目的影响,并将高阶累积量组合的方法推广到短波信道下OFDM存在性检测,以一般短波信道和恶劣短波信道的参数为例推导了特征参数取值范围与短波信道参数的关系,通过仿真验证了该识别方法在进行短波OFDM存在性检测的有效性。其次对OFDM信号进行参数估计。OFDM系统解调中用的主要参数包括循环前缀长度、有效符号长度、码片时宽、载波等。本文首先基于OFDM符号的自相关性进行有效符号长度和符号周期长度估计,进而求得CP长度,该算法简单实用。介绍了信号的循环平稳特性,分析证明了OFDM信号具有循环平稳特性,根据OFDM信号的循环相关函数和循环谱进行码片时宽和载频估计,在循环域的参数估计具有很强的抗噪声能力。最后完成了OFDM子载波调制方式识别。本文在参数估计完成的基础上,对子载波识别进行建模,利用不同的高阶累积量组合进行子载波模式识别,并且结合了单载波识别中降阶的思想,对子载波调制方式识别中阶数较高的MPSK和MQAM提出了先进行降阶处理再识别的方法。


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