新型卫星导航系统干扰抑制算法和级联LDPC/MIMO的性能研究

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在人类历史上很早就有了导航技术,指南针和罗盘就是古代中国人的伟大发明。由于中国科学技术在近代史上的落伍,我国新型导航系统是在近十年来才开始研发和建立的,并且是一个分阶段演进的卫星导航系统,所以存在许多需要解决和改进的关键技术和问题。我们知道,干扰和噪声的存在会增大数字系统的误码率并导致整个系统性能的降低,所以自适应抗干扰和干扰/噪声抑制技术是提高新型导航系统性能的关键技术之一。随着移动通信技术的飞速发展,多输入多输出(MIMO)技术在很多系统中得到广泛了应用。在新型导航系统中,多发射信号表示若干卫星和干扰、噪声源。发射信号通过MIMO信道向地面接收机传输信号,接收机采用多天线对不同信号进行滤波,最后保证所接收到的信号所受到的干扰和噪声最小。我们知道,抑制干扰和噪声最常用的是信道编码(Channel coding)技术。但是GPS系统诞生时信道编码技术还没有得到广泛应用,而我国刚起步的新型卫星导航系统一定程度上参考了GPS系统,所以也没有采用高效信道编码技术来抑制干扰和噪声。在本文的最后一章节中,MIMO技术和信道编码技术(如LDPC码)级联在一起形成级联LDPC/MIMO系统。该系统被成功地应用到新型卫星导航系统中,且能达到高效的抗干扰和抑制噪声的目的。本文的研究工作主要包括以下几个方面:1.在学习和理解美国的GPS导航系统结构的基础上,将其相关知识应用在我国新型卫星导航系统的MIMO系统结构图。2.在MIMO系统模拟中,研究并分析影响系统抗干扰性能的各种因素和抗干扰技术,并采用Matlab语言进行仿真。3.在信道矩阵“全知”的扩频MIMO模型中,利用计算机语言对各种非自适应抗干扰算法进行模拟仿真,并比较分析其性能。当信道矩阵未知或者不完全知道的情况下,提出全盲信道抗干扰算法和半盲信道抗干扰算法,并进行模拟仿真。4.为了更高效地实现抑制干扰和噪声的目的,提出了自适应LMS-MIMO算法。该算法将LMS算法从时域扩展到空域中,自适应地根据输入向量和期望响应来计算误差,以此来调节滤波器系数。5.在点对点的通信环境下,研究LDPC码的编译码技术,并用计算机语言进行模拟仿真得到其性能曲线图。6.把LDPC码和MIMO系统级联在一起,实现更好的抑制干扰/噪声的性能。通过与传统的MIMO系统性能比较后发现,级联LDPC/MIMO系统的性能确实要明显优越于传统的MIMO系统性能。
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