跳频自组网同步关键技术研究

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1、跳频自组网同步关键技术研究刘艺2016年1月中图分类号：TN911UDC分类号：621.3跳频自组网同步关键技术研究作者姓名刘艺学院名称信息与电子学院指导教师卜祥元教授答辩委员会主席王爱华教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月Researchonkeysynchronizationtechnologyoffrequencyhoppingad-hocnetworkCandidateName:LiuYiSchoolorDepartment:SchoolofInform

2、ationandElectronicsFacultyMentor:Prof.BuXiang-yuanChair,ThesisCommittee:Prof.WangAi-huaDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:Information&CommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2016北京理工大学硕士学位论文摘要跳频自组网是一种以跳频技术和自组织网络

3、技术相结合的一种通信网络，采用跳频可提高网络的抗干扰性能，而采用自组网技术则提高了网络机动和抗毁性能，因此跳频自组网系统的应用场景广泛且有巨大的优势。然而复杂的战争环境和组网需求的增多，为跳频自组网系统同步技术的研究带来许多难题和挑战。本论文主要针对跳频自组网系统的几个同步关键技术如跳频同步的捕获和跟踪，基于TDMA的自组网同步等进行研究，使系统在高动态低信噪比环境下仍然具有高捕获概率、低虚警概率、可实时跟踪和短自组网同步时间的特点，从而完成跳频自组网系统同步在原理样机上的验证。首先根据系统指标和需求，提出采用直接序

4、列扩频和跳频结合的混合扩频抗干扰体制。其次，在研究同步的不确定性的基础上，重点研究伪随机码捕获和跟踪的原理，为跳频同步技术研究提供基础。再次，在国内外自组网同步思想的对比和研究下，结合跳频驻留时间短的特点，提出采用TDMA+跳频同步的方式和多跳逐级传递同步法进行自组网同步。最后考虑到实际战争环境，提出采用自适应速率和多跳频图案结合的方式实现在大通信需求高速通信和低速远距离通信。论文的最后给出了原理样机的系统设计、系统硬件方案和同步捕获跟踪仿真结果，验证了跳频自组网系统同步算法的鲁棒性、高效性和可实现性。关键词：跳频自

5、组网；捕获；跟踪；跳频同步；TDMA；多跳逐级传递同步；原理样机实现I北京理工大学硕士学位论文AbstractThecombinationofvarietyoftechnologyincommunicationnetworkgivesbirthtothefrequencyhoppingad-hocnetworksystem.Thefrequencyhopping(FH)canimprovetheanti-interferenceperformanceofthenetwork,whilethead-hocnetwork

6、technologyimprovetheperformanceofnetworkmobilityandinvulnerability,soitsapplicationiswidelyusedandhasgreatadvantages.However,Complicatedwarenvironmentandtheincreaseofnetworkdemandbringalotofproblemsandchallengesontheresearchofitssynchronizationtechnology.Thisth

7、esismainlystudyseveralkeytechniquesofFHad-hocnetworksystem,suchascaptureandtrackingoffrequencyhoppingsynchronization,TDMAad-hocnetworksynchronization.Moreover,thesysteminhighdynamicandlowsignal-to-noiseratioenvironmentstillhasthecharacteristicsofshortad-hocnetw

8、orksynchronizationtime,highacquisitionprobability,lowfalsealarmprobabilityandreal-timetracking.ThusitcancompleteprincipleprototypeverificationabouttheFHsynchronizationinad-h