久久久久无码精品,四川省少妇一级毛片,老老熟妇xxxxhd,人妻无码少妇一区二区

跳頻通信系統(tǒng)FCS技術(shù)研究

時(shí)間:2024-10-23 18:14:07 通信工程畢業(yè)論文 我要投稿
  • 相關(guān)推薦

跳頻通信系統(tǒng)FCS技術(shù)研究

  【摘要】在有中心組網(wǎng)的跳頻通信系統(tǒng)中,為了對(duì)抗阻塞干擾,提出了系統(tǒng)FCS技術(shù)。利用專用信道進(jìn)行實(shí)時(shí)信道質(zhì)量檢測(cè),并選取最優(yōu)信道進(jìn)行通信。經(jīng)工程實(shí)踐分析,系統(tǒng)FCS技術(shù)可有效提高抗阻塞干擾能力,降低丟包率,提高通信質(zhì)量。

跳頻通信系統(tǒng)FCS技術(shù)研究

  【關(guān)鍵詞】跳頻通信 空閑信道 掃描 最優(yōu)信道 抗阻塞干擾

  一、引言

  空閑信道掃描(FCS,F(xiàn)ree Channel Scan)是無(wú)線通信終端抗干擾接入的關(guān)鍵技術(shù)。本文基于專用的寬頻段、多信道、有中心組網(wǎng)的跳頻通信系統(tǒng),開(kāi)展FCS及其關(guān)鍵技術(shù)研究。

  首先,概述了基于TDMA的通信系統(tǒng)架構(gòu),具體如圖1所示,圖1中綠色區(qū)域與FCS技術(shù)相關(guān)。PHY層包括TDMA空中接口、邏輯信道、同步(位同步、頻率同步、幀同步);MAC層包括信道編碼(Turbo編碼、循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC校驗(yàn))、信道質(zhì)量檢測(cè);RRC層包括頻率資源管理(工作頻率表、基站接收信道的質(zhì)量排序、通信最佳頻率的映射表)、信道資源管理(信道連接狀態(tài)指示、信道連接恢復(fù))。

  RRC層功能實(shí)體對(duì)每一段的信道號(hào)進(jìn)行隨機(jī)排列,減少基站各段的頻率碰撞。系統(tǒng)每次開(kāi)機(jī)時(shí)RRC層功能實(shí)體得到基站編號(hào),并重新計(jì)算和更新頻率表;竞鸵苿(dòng)用戶臺(tái)利用通信過(guò)程中邏輯信道的信道質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果對(duì)所有頻率的接收質(zhì)量進(jìn)行排序,將排序結(jié)果保存在列表中,并實(shí)時(shí)進(jìn)行更新維護(hù)。

  基站和移動(dòng)用戶臺(tái)根據(jù)信道質(zhì)量排序結(jié)果列表,計(jì)算出下一次通信使用的最佳信道和備用信道。基站負(fù)責(zé)計(jì)算上行的最佳通信頻率,移動(dòng)用戶臺(tái)負(fù)責(zé)計(jì)算下行的最佳通信頻率。由于系統(tǒng)是有中心組網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu),基于基站與移動(dòng)用戶臺(tái)間通信距離在覆蓋范圍內(nèi),基站計(jì)算的最佳上行通信頻率所有移動(dòng)用戶臺(tái)可以共用,移動(dòng)用戶臺(tái)計(jì)算的最佳下行通信頻率只能對(duì)應(yīng)本移動(dòng)用戶臺(tái)使用。

  在通信過(guò)程中基站和移動(dòng)用戶臺(tái)通過(guò)控制信道互相交換計(jì)算的最佳上下行通信信道,保存在列表中。

  其次,概述FCS基本原理,對(duì)其中信道質(zhì)量檢測(cè)和信道優(yōu)化技術(shù)作了重點(diǎn)研究。

  最后,通過(guò)系統(tǒng)實(shí)測(cè)試驗(yàn),給出不同阻塞干擾情況下的信道丟包率統(tǒng)計(jì)表、信道在阻塞干擾下的躲避響應(yīng)時(shí)間表。

  二、FCS基本原理

  FCS是一種抗阻塞干擾接入技術(shù),應(yīng)用于有中心組網(wǎng)的系統(tǒng),其基本工作原理如圖2所示,信道掃描過(guò)程如下:

  (1)基站和移動(dòng)用戶預(yù)置若干個(gè)頻率點(diǎn)作為工作頻率,基站和移動(dòng)用戶實(shí)時(shí)進(jìn)行全頻段信道掃描接收,記錄各頻點(diǎn)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、誤碼率等信息,同時(shí)判斷是有用信號(hào)還是干擾信號(hào),并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到己方最佳接收頻率集合,最后匯總到基站進(jìn)行分析和信道頻率分配。

  (2)通信業(yè)務(wù)開(kāi)始時(shí),基站通過(guò)信令和廣播的方式為移動(dòng)用戶分配最佳接收和發(fā)射頻率。通信過(guò)程中,基站和移動(dòng)用戶可實(shí)時(shí)掃描信道狀態(tài),并更新己方最佳頻率集合;如果當(dāng)前頻率受到干擾,可啟用最佳頻率集合中備份頻率進(jìn)行通信。信道掃描和頻率更新時(shí)不影響通信業(yè)務(wù)過(guò)程。結(jié)束后,釋放該信道,雙方重新退回到信道掃描狀態(tài)。

  三、信道質(zhì)量檢測(cè)和信道優(yōu)化技術(shù)

  對(duì)于各個(gè)邏輯信道的信道質(zhì)量檢測(cè),主要依靠對(duì)同步幀的誤碼統(tǒng)計(jì)及FEC解碼結(jié)果的誤碼統(tǒng)計(jì)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。其中,對(duì)于同步邏輯信道(同步幀),依據(jù)卡薩米序列相關(guān)器輸出的錯(cuò)誤比特?cái)?shù)進(jìn)行信道質(zhì)量統(tǒng)計(jì)。對(duì)于控制邏輯信道和業(yè)務(wù)邏輯信道依靠解碼器輸出的誤碼統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行信道質(zhì)量統(tǒng)計(jì)。

  信道質(zhì)量檢測(cè)和優(yōu)化算法如圖3所示:

  圖3信道質(zhì)量檢測(cè)和優(yōu)化原理框圖

  從空口收到的頻率信號(hào)經(jīng)解調(diào)后,在基帶同時(shí)進(jìn)行同步邏輯信道處理、業(yè)務(wù)和信令邏輯信道處理。其中同步邏輯信道采用相關(guān)碼卡薩米序列檢測(cè)并輸出信道質(zhì)量統(tǒng)計(jì)值。業(yè)務(wù)和信令邏輯信道采用迭代譯碼和幀誤碼分析輸出該信道質(zhì)量統(tǒng)計(jì)值。統(tǒng)計(jì)出跳頻信道質(zhì)量等級(jí),并據(jù)此進(jìn)行信道頻率優(yōu)化處理,最終根據(jù)最優(yōu)信道生成跳頻頻率,用于通信。

  系統(tǒng)的信道質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果除了用于選取最優(yōu)信道,還可用于上行信道質(zhì)量的統(tǒng)計(jì),作為頻率規(guī)劃的評(píng)價(jià)。

  四、測(cè)試參數(shù)和結(jié)論

  TDMA空中接口結(jié)構(gòu)由突發(fā)跳、時(shí)隙、幀、復(fù)幀和超幀組成。1個(gè)時(shí)隙時(shí)長(zhǎng)為10ms,由1個(gè)同步突發(fā)跳和1個(gè)業(yè)務(wù)/接入控制突發(fā)跳組成;1個(gè)TDMA幀時(shí)長(zhǎng)為40ms,由4個(gè)時(shí)隙組成;1個(gè)復(fù)幀時(shí)長(zhǎng)為160ms,由8個(gè)TDMA幀組成;1個(gè)超幀時(shí)長(zhǎng)為8×160=1280ms,由8個(gè)復(fù)幀組成。

  基站與移動(dòng)用戶臺(tái)中預(yù)置上行和下行兩個(gè)頻率表作為FCS的頻率表,每個(gè)頻率表中包含32個(gè)頻率,下行頻率表按照合路器的規(guī)則分為4段,每段包含8個(gè)頻率。

  系統(tǒng)各邏輯信道的前向糾錯(cuò)編碼(FEC)采用Turbo編碼和CRC校驗(yàn)方式。系統(tǒng)采用的碼率R為1/3,自由距離為6,E/N是信噪比。Turbo碼的漸進(jìn)性能為:

  (1)

  通過(guò)使用CRC碼對(duì)傳輸數(shù)據(jù)塊進(jìn)行快速檢錯(cuò)和差錯(cuò)控制,保證誤檢率在規(guī)定范圍以內(nèi)。本系統(tǒng)采用CRC-16 CRC校驗(yàn)方式,對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)塊添加CRC。CRC生成多項(xiàng)式如式(2)所示:

  G(X)=x16+x15+x2+1(2)

  本系統(tǒng)將每個(gè)頻率的信道干擾分為5個(gè)干擾等級(jí),這5個(gè)等級(jí)包括了整個(gè)信號(hào)強(qiáng)度的檢測(cè)范圍。干擾等級(jí)范圍決定了檢測(cè)的精細(xì)程度。但是在不同的通信環(huán)境和用戶需求下,信道質(zhì)量的精細(xì)程度不同,可通過(guò)參數(shù)進(jìn)行配置。

  基站和移動(dòng)用戶臺(tái)保存4~8對(duì)以上最佳通信頻率對(duì),其中下行最佳通信頻率分布在4個(gè)頻段內(nèi)。當(dāng)呼叫流程開(kāi)始時(shí),基站RRC實(shí)體根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯信道對(duì)應(yīng)的物理信道和時(shí)隙位置,選擇分配其中的一對(duì)頻率進(jìn)行通信。

  根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐的試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)本系統(tǒng)應(yīng)用FCS技術(shù)前后的抗阻塞干擾性能進(jìn)行對(duì)比。由表1可知,當(dāng)系統(tǒng)采用FCS技術(shù)時(shí),系統(tǒng)在80%以上的阻塞干擾下仍能正常通信,丟包率小于10%,話音質(zhì)量為4分。

  當(dāng)系統(tǒng)采用FCS技術(shù)時(shí),在通信過(guò)程中利用干擾車進(jìn)行特定頻段的阻塞干擾時(shí),系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行頻率更新過(guò)程,如表2所示。由此可知,當(dāng)某一頻點(diǎn)被阻塞干擾時(shí),由CCCH和業(yè)務(wù)信道統(tǒng)計(jì)的誤碼率測(cè)量結(jié)果較接近理想結(jié)果,干擾等級(jí)均為5,頻點(diǎn)更新時(shí)間在2s以內(nèi),提高了通信質(zhì)量,確保數(shù)據(jù)和話音傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

  綜合上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析,本文所述的FCS技術(shù)可以有效地提高抗阻塞干擾能力,降低丟包率,提高通信質(zhì)量。

  參考文獻(xiàn):

  [1] 孫宇彤.TDMA空中接口技術(shù)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2002.

  [2]Bernard Sklar. Digital Communications Fundamentals and Applications Second Edition[M].Publishing House of Electronics Industry, 2011.

  [3] 劉東華. Turbo碼原理與應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2004.

  [4] MischaDohler,Yonghui Li. Cooperative Communications: Hardware,Channel and PHY[M]. Wiley Press, 2010.

  [5] 曾菊玲.寬帶無(wú)線接入網(wǎng)的動(dòng)態(tài)QoS技術(shù)[M]. 北京: 北京郵電大學(xué)出版社有限公司, 2013.

  [6] 那丹彤,趙維康. 跳頻通信干擾與抗干擾技術(shù)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2013.

  [7] 3GPP TS 44.018 V10.2.0. Mobile Radio Interface Layer 3 Specification;Radio Resource Control(RRC) Protocol[S]. 2011.

  [8] 張輝.現(xiàn)代通信原理與技術(shù)(第二版)[M].西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2008.

  [9] 楊愛(ài)敏.移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2014.

  [10] 姚富強(qiáng).通信抗干擾工程與實(shí)踐(第2版)[M].北京: 電子工業(yè)出版社, 2012.

【跳頻通信系統(tǒng)FCS技術(shù)研究】相關(guān)文章:

跳頻通信系統(tǒng)的仿真研究12-05

基于軟件無(wú)線電技術(shù)的短波高速跳頻通信系統(tǒng)03-07

一種增強(qiáng)跳頻系統(tǒng)同步抗干擾能力的方法03-07

基于FCS的選礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)03-04

ATmega103單片機(jī)在跳頻系統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用03-18

差分跳頻的解調(diào)窗口同步算法03-20

鐵路通信工程技術(shù)研究12-12

淺論現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)研究的探討03-17

論現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)研究的探討03-08

網(wǎng)絡(luò)安全與通信技術(shù)研究論文11-07