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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HFSS 256

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