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1、摘要摘要短波信道具有时变，多径，快速衰落等多种特点，使得接收到的短波信号存在严重的符号间干扰（Inter-symbol Interference,ISI），这种干扰会导致通信的错误或者严重失效。信道均衡是抑制ISI的关键技术之一，特别是在复杂多变的短波系统中，对于高性能的均衡算法的研究就更加重要。优化均衡算法具有很高的复杂度，一般而言，它是随延迟符号数成指数上升的。而一般的均衡器往往伴有很大的性能失真。近年来，迭代均衡算法作为抵抗ISI的有效实现方式，能获得误码性能及其实现复杂度的优化折中。根据短波系统的特点，本文在经典短波Watterson信道基础上，针对特定的短波通信技术标准，即MIL-S
2、TD-188-110C中的单音道串行模式，重点研究了RLS自适应均衡算法。利用递归最小二乘法（Recursive Least Squares ，RLS）估计、跟踪时变短波信道系数。并在经典的Watterson信道下，基于MIL-STD-188-110C标准的单音道串行波形设计方案，给出了基于RLS算法的自适应均衡器的BER性能。通过对MIL-STD-188-110C中的单音道通信模式的仿真，分析了在Watterson信道下长交织和短交织对于系统性能的影响，对后续研究打下基础。关键词：短波系统，MIL-STD-188-110C 标准，Watterson信道，RLS均衡，ISI。7缩略词表ABST
3、RACTShort-wave system is a time-varying, multipath,fading system,these characteristics will make the signal a serious inter-symbol interference (ISI),such interference can cause communication errors ,even communication failure. Channel equalization is one of the key technologies of eliminating ISI,t
4、he high-performance equalization algorithm is even more important in the volatile short-wave system.but the optimized algorithm of the equalization have high complexity,in general,the complexity increased by the exponentially of the delay symbols.Low complexity equalizer is often associated with the
5、 distortion of performance.In recent years,iterative equalization algorithm is an effective way to achieve a resistance ISI which can obtain the trade-offs of the BER performance and the complexity of the optimization.According to the characteristics of short-wave systems , in the classic short Watt
6、erson channel , this paper based on the specific short-wave communications technology standard, that MIL-STD-188-110C , focus on the RLS adaptive equalization algorithm .This paper use recursive least squares Algorithm (Recursive Least Squares, RLS) to estimate , and track the time-varying coefficie
7、nts of HF channel. We give BER performance of RLS under the serial mode in MIL-STD-188-110C.Finally,through the mode simulation of serial (single-tone) mode in MIL-STD-188-110C,this paper carefully analysed the performance of different interleaving influence for further research.Keywords:short-wave
8、systems, MIL-STD-188-110C,Watterson channel, RLS Equalizer,ISI。目录目 录第1章 绪论11.1研究背景11.1.1 MIL-STD-188-110 系列标准介绍11.1.2 MIL-STD-188-110C11.2 短波系统21.2.1 短波传播方式31.2.2 短波系统物理特点31.2.3 短波系统传输特点41.3 均衡技术的发展61.4 本文研究的主要内容71.5 本文内容安排7第2章 MIL-STD-188-110C系统波形方案92.1 110C波形相关参数92.2 编码102.3 交织122.2.1 交织写入122.2.2交
9、织获取132.4格雷编码142.5 符号形成152.5.1 未知数据符号的形成152.5.2 已知符号的形成162.5.3 同步前导序列162.6加扰182.6.1随机序列发生器182.7 PSK调制192.8 性能测试要求202.9 本章小结21第3章 均衡技术的研究223.1均衡的基本原理223.2均衡器的结构和种类223.3自适应均衡233.3.1自适应均衡基本原理243.3.2 经典的自适应均衡算法253.4 本章小结31第4章 MIL-STD-188-110C波形仿真链路324.1整体链路324.2发端链路334.2.1数据产生链路334.2.2 FEC编码链路334.2.3 交织链
10、路344.2.4格雷编码链路354.2.5符号形成链路364.2.6插入已知数据384.2.7随机序列产生链路384.2.8序列加扰链路394.2.9调制链路394.3 收端链路404.3.1 均衡链路404.3.2解扰链路424.3.3 帧对齐链路434.3.4符号提取链路444.3.5 格雷解码链路444.3.6解交织链路454.3.7译码链路454.3.8误码率计算链路464.4链路性能分析464.4.1高斯信道链路性能分析464.4.2Watterson信道下长交织与短交织的误码性能分析474.5本章总结50第5章 全文总结与展望515.1全文总结515.2未来研究方向51参考文献52
11、致谢53外文资料原文54外文资料译文57图表目录图 表 目 录图1-1 短波的传输方式3图2-1 FEC编码流程图11图2-2 随机移位寄存器功能框图19图2-3 星座图19图3-1 均衡器的分类23图3-2 自适应均衡器的基本结构25图4-1 MIL-STD-188-110C波形仿真链路32图4-2 FEC编码流程图33图4-3 格雷解码器模型35图4-4 D1和D2产生器38图4-5 插入已知数据后的整合形式38图4-6 随机移位寄存器功能框图38图4-7 随机序列产生模块39图4-8 8PSK星座图39图4-9 均衡器40图4-10 均衡器第一层40图4-11 均衡器第二层41图4-12
12、 均衡器第三层42图4-13 解扰器43图4-14 信号提取模块44图4-15 接收信号星座图44图4-16 格雷解码器模型45图4-17 高斯信道下链路的误码性能曲线46图4-18 好信道条件下的误码性能曲线47图4-19 中等信道条件下的误码性能曲线48图4-20 差信道下利用RLS进行均衡的误码曲线49表1-1 MIL-STD-188-110系列标准比较2表1-2 电离层分层结构4表1-3 短波信道的衰落类型5表1-4 CCIR推荐的3种信道参数表6表2-1 短波宽带数据波形相关参数9表2-2 跳频操作波形特征9表2-3 固定频率操作波形特征10表2-4 跳频操作的差错校验编码11表2-
13、5 固定频率操作的差错校验控制12表2-6 交织矩的维度13表2-7 每个信道符号的比特数13表2-8 在2400和4800bps的改进的格雷解码14表2-9 75bps固定频率和1200bps格雷编码14表2-10 75bps信道符号映射16表2-11 诊断信号D1和D2的分配17表2-12 2比特数值到3比特数值的转换17表2-13 同步前导序列信道符号的映射18表2-14 串行（单音道）模式最小性能要求20表4-1 交织写入表34表4-2 格雷解码35表4-3 两比特信息到三比特信息的映射36表4-4 诊断信号D1和D2的分配36表4-5 信道符号映射为前导序列37表4-6 格雷编码45
14、表4-7 仿真所用的信道参数47缩略词表缩略词说明英文缩写英文全称中文释义AMAmplitude Modulation调幅BERBit Error Rate误比特率BPSKBinary Phase Shift Key二进制相移键控BWBandwith带宽CCIRInternational Radio Consulative Committee国际无线电咨询委员会CPCorrectness Proofs正确性证明DFEDecision Feedback Equalization判决反馈均衡器FECForward Error Correction前向纠错编码HFHigh Frequency高频ISIInter-symbol Interference符号间干扰LELinear equalization线性均衡LMSLeast Mean Square最小均方算法MAPMaximum A Posteriori最大后验概率MLSEMaximum Likelihood Sequence Estimation最大概似函数估测MMSEMinimum Mean Square Error最小均方误差PAPRPeak to Average Power Ratio峰值平均功率比PSKPhase Shift Key相移键控QAMQuadrature Amplitude Modulation
