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第1章 短波通信概述1

1.1 短波通信发展历程1

1.2 短波通信特点2

1.2.1 短波通信的优势2

1.2.2 短波通信的不利因素2

1.3 短波通信现状及发展3

1.3.1 高性能数据传输3

1.3.2 自动链路建立4

1.3.3 有效的组网方式5

1.3.4 智能化业务管理5

1.3.5 综合抗干扰处理6

1.4 小结7

第2章 短波信道建模与仿真8

2.1 引言8

2.2 短波信道特性8

2.2.1 电离层特性8

2.2.2 可用频率窗口与最佳工作频率11

2.2.3 短波传播特性13

2.3 短波信道模型15

2.3.1 短波信道数学表述15

2.3.2 Watterson模型18

2.3.3 ITS宽带短波信道模型20

2.4 短波信道模拟器的设计与实现22

2.4.1 一种低复杂度的宽带短波信道模拟器结构22

2.4.2 基于归一化参数的时延功率剖面实现25

2.4.3 低存储量的随机调制函数实现27

2.4.4 高斯白噪声的实现29

2.4.5 宽带短波信道模拟器有效性分析29

2.5 短波通信链路设计32

2.5.1 链路损耗计算32

2.5.2 超远距离通信天线方向修正35

2.6 小结38

第3章 频移键控数据传输39

3.1 引言39

3.2 频移键控数据传输波形设计39

3.2.1 采样速率和码元符号速率选择39

3.2.2 频移间隔选择39

3.2.3 FSK性能分析40

3.3 FSK时域滤波解调41

3.3.1 FIR结构带通滤波42

3.3.2 IIR结构带通滤波44

3.4 FSK频域解调45

3.4.1 DFT谱分析46

3.4.2 FFT谱分析49

3.5 2G-ALE中的8FSK数据传输54

3.5.1 8FSK波形54

3.5.2 基于前后窗的位同步方法61

3.5.3 基于合法字符集的字同步与解调63

3.6 时频调制65

3.6.1 时频调制的基本原理65

3.6.2 时频调制的设计原则66

3.6.3 时隙同步建立和调整67

3.6.4 多符号联合解调69

3.7 小结71

第4章 多载波并行数据传输72

4.1 引言72

4.2 多载波并行数据传输波形72

4.2.1 码元宽度和子载波调制方式选择72

4.2.2 子载波数和时域多径保护间隔75

4.2.3 数据传输波形76

4.2.4 39音并行调制解调器主要技术参数79

4.3 并行调制解调的IFFT/FFT实现80

4.3.1 多载波并行数据传输结构80

4.3.2 偶对称拓展IFFT调制82

4.3.3 基于希尔伯特变换的FFT解调算法86

4.4 信号检测与同步技术89

4.4.1 基于谱线位置及能量的信号检测89

4.4.2 系统频偏的最大似然估计91

4.4.3 双DFT变换内积帧同步建立96

4.5 定时与频偏跟踪技术99

4.5.1 基于最小频谱泄漏的同步跟踪99

4.5.2 信号迟入同步100

4.5.3 基于谱线能量和数据辅助的多普勒频移跟踪103

4.6 分组纠错编码技术107

4.6.1 RS编码的基本原理107

4.6.2 RS编码原理和实现109

4.6.3 RS译码原理和实现112

4.6.4 截短RS码的改进译码算法116

4.7 小结117

第5章 单载波串行数据传输118

5.1 引言118

5.2 单载波串行数据传输波形设计118

5.2.1 调制方式和成形滤波118

5.2.2 数据帧设计123

5.2.3 单载波串行数据传输系统结构123

5.2.4 数据传输格式125

5.2.5 单载波串行调制解调器主要技术参数128

5.3 同步捕获与跟踪技术129

5.3.1 载波位同步联合信号检测129

5.3.2 基于序列频偏估计的频偏跟踪132

5.3.3 迟入同步技术133

5.4 时域均衡逐符号数据解调134

5.4.1 基于卡尔曼算法的时域均衡基本原理134

5.4.2 主径位置对线性均衡器的影响135

5.4.3 深度衰落信道下的均衡方法138

5.5 基于数据块的迭代解调142

5.5.1 基于数据块的解调原理142

5.5.2 基于信号重构的信道估计146

5.5.3 信道估计与数据均衡联合迭代148

5.6 卷积码编译码技术150

5.6.1 卷积码的编码150

5.6.2 译码软值获取算法152

5.6.3 卷积码的维特比译码159

5.7 小结161

第6章 正交扩频数据传输163

6.1 引言163

6.2 正交扩频163

6.2.1 正交扩频调制164

6.2.2 最大后验概率软值解调165

6.2.3 波形设计与性能评估171

6.3 双正交扩频173

6.3.1 双正交扩频调制174

6.3.2 最大后验概率软值解调175

6.3.3 波形设计与性能评估180

6.4 多码正交扩频182

6.4.1 多码正交扩频调制182

6.4.2 最大似然多码检测183

6.4.3 波形设计与性能评估186

6.5 波形分集接收189

6.5.1 RAKE分集合并190

6.5.2 性能仿真评估191

6.6 小结194

6.7 附录194

第7章 单载波频域均衡宽带高速数据传输195

7.1 引言195

7.2 单载波频域均衡波形195

7.2.1 数据帧结构设计197

7.2.2 导频序列设计197

7.2.3 频域均衡算法200

7.2.4 性能仿真分析203

7.3 基于多天线的单载波频域均衡系统204

7.3.1 MIMO技术在短波通信中的应用205

7.3.2 基于干扰抵消的MIMO单载波频域均衡208

7.3.3 基于空时编码的MIMO单载波频域均衡211

7.4 宽带稀疏多径信道中的单载波频域均衡214

7.4.1 系统模型215

7.4.2 联合干扰抵消与判决反馈均衡算法217

7.4.3 基于多天线的抽头系数设置218

7.4.4 仿真性能分析219

7.4.5 复杂度分析221

7.5 基于判决反馈均衡器的循环前缀重构221

7.5.1 循环前缀不足对接收信号的影响222

7.5.2 基于判决反馈均衡器的循环前缀重构算法223

7.5.3 DFE-CPR的优化224

7.5.4 仿真性能分析225

7.5.5 LE-CPR与DFE-CPR的复杂度分析226

7.6 小结227

第8章 自动链路建立228

8.1 引言228

8.2 基于FSK调制的第二代异步链路建立技术228

8.2.1 波形及建链过程228

8.2.2 多维联合扫描信号快速识别231

8.2.3 基于误码率的信道评估235

8.3 基于PSK调制的第三代链路建立技术238

8.3.1 波形和协议238

8.3.2 同步链路建立过程240

8.3.3 异步建链模式下扫描信号的快速识别243

8.3.4 基于优先级时隙分配的冲突避免分析247

8.4 下一代自动链路建立技术248

8.4.1 实时频谱感知技术249

8.4.2 基于快速侦听的建链技术249

8.4.3 时分码分相结合的信道接入策略251

8.5 小结253

第9章 综合组网技术254

9.1 引言254

9.2 国外短波通信网分析256

9.2.1 美国海军的HF-ITF和HFSS256

9.2.2 澳大利亚的LONGFISH网络258

9.2.3 美军短波全球通信系统260

9.2.4 加拿大综合短波无线电系统262

9.2.5 瑞典基于HF2000的短波通信网263

9.3 基于3G-HF协议的组网技术263

9.4 全对等网络高效组网协议265

9.4.1 全对等网络结构265

9.4.2 多频多时隙信道控制技术266

9.4.3 扫描数据传输技术268

9.5 广域协同组网技术270

9.5.1 广域协同网络结构272

9.5.2 基于信号质量监测的动态接入273

9.5.3 全向高增益天线拟合273

9.5.4 基于软值合并的多天线分集接收技术276

9.6 小结278

第10章 短波信道机数字化技术279

10.1 短波信道机数字化的实现结构279

10.1.1 中频数字化实现结构279

10.1.2 射频数字化实现结构281

10.2 模拟信号模数变换283

10.2.1 基于信噪比指标的中频信号采样283

10.2.2 大动态范围的直接射频信号采样286

10.2.3 带通信号的欠采样289

10.3 数字信号的抽取滤波294

10.3.1 单级滤波器实现结构296

10.3.2 多级滤波器级联参数优化设计299

10.3.3 CIC滤波器实现结构302

10.3.4 两级级联实现结构304

10.3.5 三种滤波器级联结构305

10.4 基于复数滤波法的单边带调制与解调309

10.4.1 基于直接边带滤波的单边带调制309

10.4.2 基于移相法的单边带调制310

10.4.3 基于复数滤波法的单边带调制解调312

10.5 小结315

参考文献316