基于软信息转发的航空协作通信技术研究

【类型】学位论文

【作者】程方震 

【关键词】 航空信道 协作通信 中继信道 软信息转发技术

【摘要】在航空无线通信中，飞机与地面塔台的通信受到阴影效应、多径衰落和多普勒频移的影响，通信质量受损严重。且由于地球曲率的影响，航空通信半径受到限制。随着航空业的蓬勃发展，现今对航空无线通信高传输速率和精确传输质量的要求越来越迫切。而协作通信技术作为一种有效的对抗衰落的技术，通过引入中继信道，在源节点和目的节点之间产生独立路径，辅助源节点和目的节点的通信。通过在中继节点处执行适当的信号处理算法，中继处理后的信息经广播后随后在目的节点处进行组合产生空间分集，中继信道作为飞机与地面塔台之间，可有效增加航空通信半径，增大航空通信的覆盖面积。软息转发方案作为无记忆中继方案中的新兴的研究领域，其原理是通过中继传送软判决以辅助目的端进行精确的最终判决。现有研究结果表明：软信息转发方案相比于其他无记忆中继方案，具有更好的系统性能。软信息转发方案应用于航空通信中将会提升系统的可靠性，有效延长航空通信半径和增大覆盖面积。由于多进制相移键控调制的高频谱效率和好的抗噪声性能，对软信息转发方案进行多进制相移键控的研究可确保航空通信系统的有效性和可靠性。本文主要对航空通信中协作通信转发方案进行理论研究，针对航空通信信道，提出了多中继航空并行传输中多进制调制的两种软信息转发方案，深入分析影响这两种方案的关键因素及其制约因素，并将这两种方案与放大转发方案及检测转发方案进行了误码率性能的比较。所提出的方案能有效的延长航空通信半径，克服放大转发方案中噪声放大和检测转发方案中错误传播的问题，并能平衡航空通信传输的有效性和可靠性，在牺牲一部分可靠性的情况下，换取航空通信的高速率传输。论文的主要工作和创新点如下：(1)提出瑞利信道和航空信道中的多进制估计转发技术方案。(2)提出瑞利信道和航空信道中的多进制互信息转发技术方案。仿真表明：在瑞利信道下，两种软信息转发方案的误码率性能均优于放大转发方案及检测转发方案。在航空信道下，在低信噪比区域，软信息转发方案的误码率性能优于放大转发方案和检测转发方案。随着调制阶数的增大，各个方案的误码率性能会逐渐变差，可靠性降低，所以为了确保信息传输的可靠性，调制阶数不宜过大。另外软信息转发方案传输的可靠性还取决于信道状态信息的精度，信道状态信息精度越小，软信息转发方案传输的可靠性就越低。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】山东师范大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】辛化梅

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