一种多输入多输出变换域通信系统的设计与仿真一种多输入多输出变换域通信系统的设计与仿真
传统的变换域通信系统TDCS(Transform Domain Communication System)在获得强抗干扰能力的同时,存在传
输有效性差的问题,这已成为制约其广泛应用的技术瓶颈。通过引入多输入多输出MIMO(Multiple-input
Multiple-output)技术改进收发端天线,提出了一种多输入多输出变换域通信系统(MIMO-TDCS)。对其基本
原理和收发信机模型作了简要介绍,并进行了信道容量的分析和仿真,结果表明, MIMO-TDCS是一种兼具传
输有效性和可靠性的通信手段。
随着军事通信在现代战争中作用的不断提高,以消除干扰和保证信息可靠传输为目的的通信
变换域通信系统虽然具备较强的抗干扰能力,但传统TDCS收发端的单天线设计使其很难提高信道的容量,大大降低了传输
的有效性。在无线频谱资源相对匮乏的今天,
1 MIMO-TDCS模型模型
1.1 TDCS收发信机模型收发信机模型
传统的抗干扰通信系统(如直扩、跳频)只是在系统的接收端被动地处理干扰。与之不同,TDCS能使收发双方同时避免使用
被污染的频谱(包括敌方实施干扰以及己方正使用的频谱)进行信号的传输。这样就相当于在复杂的电磁环境中找到了一个干净
的频段进行通信,从而实现了抗干扰[2,3]。这是一种主动式的抗干扰方式,本质是躲避干扰。TDCS发端、收端的基本工作原
理如图1和图2所示。
1.2 MIMO信道模型信道模型
假设系统发射端有M根发射天线,接收端有N根接收天线并能很好地估计出信道状态信息CSI(Channel
1.3 系统模型系统模型[5]
收发信机对电磁环境进行采样,估计出干扰在变换域中的位置。根据这个估计产生基函数(Basis Function),基函数与干扰
的变换域波形相互正交。利用基函数对发射信号进行循环移位键控CSK(Cycle Shift Keying)调制,再对调制信号进行串并变换
并通过MIMO信道发射到接收机。接收端先对接收信号进行迫零检测,目的是消除码间干扰,然后利用接收端基函数解调数
据。MIMO-TDCS原理如图3所示。