基於噴泉碼的跳頻抗干擾技術研究

《基於噴泉碼的跳頻抗干擾技術研究》是依託北京理工大學，由卜祥元擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於噴泉碼的跳頻抗干擾技術研究
• 依託單位：北京理工大學
• 項目負責人：卜祥元
• 項目類別：面上項目

項目摘要

跳頻通信是一種廣泛採用的抗干擾通信方式，對於語音和小容量的數字通信，設計合理的跳頻系統較易滿足干擾條件下的通信質量，但隨著干擾技術的發展，以及多媒體和大容量數字信息傳輸對通信質量的需求越來越高，在寬頻（70％以上頻點被干擾）強幹擾下進一步提高跳頻通信系統的質量（QoS）是亟待解決的問題。由於強幹擾環境下的跳頻通信系統具有典型的刪除信道特性，因此本課題將探索把跳頻技術和噴泉編碼技術在物理層進行融合的新型跳頻抗干擾方法，並結合無比率編解碼理論，提高強幹擾環境下的跳頻通信系統的通信質量和使信道速率逼近香農信道容量極限。本課題將從以下幾個方面展開研究：研究結合跳頻幀結構的噴泉編碼理論及關鍵技術；研究不等差錯保護（UEP）噴泉碼編解碼技術；研究基於噴泉編碼的跳頻圖案產生技術，即結合UEP噴泉碼編解碼技術研究跳頻圖案產生算法，保證跳頻系統在被嚴重干擾的情況下高質量的信息傳輸。

結題摘要

為提高複雜電磁環境下的跳頻系統通信質量，利用噴泉碼在刪除信道傳輸中的性能優勢，設計基於噴泉碼的跳頻糾刪編碼，設計新型套用於跳頻通信系統的抗干擾理論以及關鍵技術。本課題將跳頻技術和噴泉編碼技術在物理層進行融合，設計基於噴泉碼的跳頻抗干擾體制，通過計算機仿真分析Raptor碼和LT碼在跳頻系統受部分頻帶干擾下的解碼開銷、解碼時延和誤碼率等性能指標。研究表明，通過引入編碼冗餘，在干擾頻寬大於30%的跳頻系統中仍能保證低於誤碼率10e-5的數據可靠傳輸；研究與跳頻數據幀長度相匹配的短碼長噴泉碼，設計短碼長噴泉碼的度分布方案，在碼長為950bit的條件下降低解碼時延10%以上，保證了跳頻系統的實時性；研究不等差錯保護的噴泉編解碼技術，使在小於20%的解碼開銷下，重要數據具有較高的保護等級和較短的恢復時間，並同時改善了重要信息、次要信息的解碼性能，使比特刪除機率降低一個數量級，進而保證跳頻通信的可靠性和有效性。搭建了跳頻噴泉編解碼硬體平台，進行系統實驗驗證。研究結果表明，將本課題的研究成果套用於我國的跳頻電台，可以有效提高跳頻通信系統的抗干擾性能，保證其在強幹擾環境下高質量的信息傳輸。