2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文的研究背景,來源于現(xiàn)實需求下影響通信系統(tǒng)性能的兩方面主要因素:首先是復(fù)雜政治、經(jīng)濟因素帶來的對于信息安全的威脅,更重要的是通信系統(tǒng)寬帶化與通信環(huán)境復(fù)雜化帶來的各種干擾。
  傳統(tǒng)時頻域的低概率截獲通信技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)多年,并為大多數(shù)技術(shù)工作者熟悉,這使其對通信信號的保護性大大降低,工程中對于新型抗截獲通信技術(shù)的需求十分迫切。而所謂的復(fù)雜環(huán)境,即在“高運動速率”下進行“高信息速率”傳輸時信號所經(jīng)歷的時頻雙彌散信道和多變的信道衰落類型

2、。傳統(tǒng)單載波和多載波體制在不同類型衰落信道下的性能各有優(yōu)劣,但現(xiàn)有系統(tǒng)無法根據(jù)變化的通信環(huán)境自適應(yīng)地選擇載波體制,進而為了承載相同業(yè)務(wù)、服務(wù)相同對象卻產(chǎn)生了使用不同技術(shù)的系統(tǒng),這無疑是一種低效地資源分配方式。
  針對以上傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的不足,本文提出:面對復(fù)雜的時頻環(huán)境,應(yīng)該通過選擇恰當?shù)臅r頻數(shù)學(xué)工具,在多系統(tǒng)、多技術(shù)、多域協(xié)同的工作方式下,建立起新的通信理論和通信方式;而數(shù)學(xué)工具本身要通過理解、推廣,使其適用于實際系統(tǒng)的工程化需

3、求。在此,本文選擇的是一種新型的時頻數(shù)學(xué)工具――加權(quán)類分數(shù)傅立葉變換(Weighted-type Fractional Fourier Transform, WFRFT)。
  分數(shù)傅立葉變換(Fractional Fourier Transform, FRFT)是一種時頻聯(lián)合數(shù)學(xué)分析工具,具有豐富的定義形式。其中出現(xiàn)最早的是以“chirp”信號為正交基的FRFT,通常被稱為“chirp類FRFT”(chirp-type FRFT

4、, CFRFT)。而本文所研究的,是一種有別于CFRFT、出現(xiàn)較晚的“加權(quán)類分數(shù)傅立葉變換”,即WFRFT。目前有關(guān)WFRFT的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論尚處發(fā)展階段,其在通信領(lǐng)域中更無應(yīng)用先例。
  本文通過揭示W(wǎng)FRFT蘊含的“時頻對稱”思想,提出利用離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform, DFT)計算連續(xù)函數(shù)WFRFT的離散算法及其約束條件;通過定義“序列的WFRFT”(以下簡稱WFRFT),推導(dǎo)得到WFR

5、FT的矩陣表達形式?;谝陨蠈FRFT內(nèi)涵向工程實用化方向拓展的工作,建立起WFRFT數(shù)字通信系統(tǒng)框架,論證了其與現(xiàn)有系統(tǒng)的兼容性。
  在將WFRFT數(shù)學(xué)工具工程化的基礎(chǔ)上,根據(jù)WFRFT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信號特征,本文提出WFRFT在通信系統(tǒng)中應(yīng)用的兩個主要研究方向:①提出基于WFRFT的抗截獲通信新技術(shù)和方案;②提出在通信系統(tǒng)中,WFRFT可以視為同時包含單、多載波體制的混合調(diào)制過程,并由此提出了基于WFRFT的載波體制融合方法和

6、協(xié)作通信方式,嘗試解決不同載波體制通信系統(tǒng)之間的融合與協(xié)作問題。
  針對現(xiàn)有低概率截獲通信技術(shù)的不足,本文提出了利用WFRFT信號的特征進行低概率截獲通信的思想,分析了WFRFT信號的抗截獲性能。WFRFT信號的星座圖隨著參數(shù)的變化呈現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)、分裂等特性,其統(tǒng)計特性服從復(fù)高斯分布,這使得大多基于高階累積量等統(tǒng)計方法的盲信號檢測手段失效。在對抗參數(shù)掃描的特性上,WFRFT系統(tǒng)也有不錯表現(xiàn)。與跳頻、直擴技術(shù)結(jié)合,文中又提出了動態(tài)改變

7、WFRFT參數(shù)的抗截獲通信策略,而利用WFRFT作為嵌入信號的波形搭載隱蔽通信方案可以提高現(xiàn)有同類系統(tǒng)的性能。
  現(xiàn)有通信系統(tǒng)中存在單載波、多載波體制不兼容的現(xiàn)象,而為了提高資源使用效率和系統(tǒng)性能,未來的通信系統(tǒng)將朝著不同載波體制相互融合與協(xié)同工作的方向發(fā)展。對比WFRFT系統(tǒng)與正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM)系統(tǒng)、單載波頻域均衡(Single Ca

8、rrier with Frequency Domain Equalization, SC-FDE)系統(tǒng)的實施方式和數(shù)學(xué)模型,文中揭示了4-WFRFT在通信系統(tǒng)中所蘊含的物理含義:序列的WFRFT是一個同時包含有單載波體制和多載波體制的混合載波體制調(diào)制過程。而WFRFT系統(tǒng)的這一特點正適應(yīng)于載波體制發(fā)展的需求,有助于解決不同載波體制同時傳輸、協(xié)同工作的技術(shù)難題。
  WFRFT信號的峰均比要小于OFDM信號,其實現(xiàn)復(fù)雜度與OFDM系

9、統(tǒng)和SC-FDE系統(tǒng)相當。文中比較了衰落信道下WFRFT、OFDM和單載波系統(tǒng)的誤碼率性能,在單彌散信道中WFRFT系統(tǒng)性能介于OFDM和單載波系統(tǒng)之間,而在雙彌散信道中選擇恰當?shù)膮?shù)可以使得WFRFT系統(tǒng)性能同時優(yōu)于OFDM和單載波系統(tǒng)。比較的結(jié)論認為WFRFT系統(tǒng)在衰落信道下的系統(tǒng)性能魯棒性更強,通過WFRFT參數(shù)的恰當選擇,即WFRFT參數(shù)與信道的匹配,可以使得單、多載波體制獲得最優(yōu)的協(xié)同工作性能。同時文中還提出了基于分布式發(fā)送天

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