Fountain-DFH级联编码系统在AWGN下的部分带宽干扰抗性优化

本文主要研究了在部分带宽噪声干扰下，基于Fountain码（Fountain Code, FC）的级联编码系统——Fountain-DFH在加性高斯白噪声信道（AWGN）中的抗干扰性能提升。Fountain-DFH系统是通过将喷泉码应用于差分跳频（Differential Frequency Hopping, DFH）系统，旨在增强DFH系统抵抗部分频带干扰的能力。 首先，作者针对DFH系统存在的抗干扰性能不足问题，提出了一种新型的编码方案，即Fountain-DFH级联编码系统。在这种系统中，喷泉码的冗余性和自纠错特性被利用，使得即使在存在部分频带干扰的情况下，也能提高信号的可靠传输。 在实验设计中，研究了两种情况下的性能比较：一是当系统拥有精确的干扰状态信息（Jammer State Information, JSI），即已知干扰频点数量n；二是当系统没有精确的干扰状态信息。在前者中，仿真结果显示，当干扰频点为32点，且误码率保持在10^-4的低水平时，Fountain-DFH系统相比传统DFH系统，信噪比提升了大约2-2.5dB，显示出明显的性能改善。而在干扰频点减少到1时，性能提升更为显著，达到10^-12dB，证明了Fountain-DFH的有效性。 对于无精确干扰状态的情况，作者提出了跳频训练序列的干扰状态估计译码算法。该算法通过系统学习和处理数据，能够较准确地识别和估计干扰状态，从而增强了系统的抗干扰能力。这种自适应的策略使得Fountain-DFH系统不仅在已知干扰情况下表现出色，即使在未知干扰环境中也能维持较好的性能。 本文的研究工作对于优化差分跳频系统在高噪声环境下的通信性能具有重要意义，特别是对于那些需要在部分频带干扰环境下稳定传输数据的应用场景，如军事通信、航空航天等领域。Fountain-DFH级联编码系统结合了喷泉码的高效编码和DFH的频率跳变优势，有望成为未来无线通信系统中对抗干扰的关键技术之一。