随着科学技术的不断发展和经济全球化速度的不断加快通信工程已经深入到人们日常生活的方方面面,人们对通信行业的要求也越来越高。下文是小编为大家搜集整理的关于通信工程的硕士毕业论文的内容，欢迎大家阅读参考!
通信工程的硕士毕业论文篇1
浅析通信情报建模
1 引言
随着技术的发展和战争形态的变化，未来的战争将是陆、海、空、天、电磁一体，多兵种协同，高度信息化的综合性战争。信号情报为指挥人员作出决策部署、采取特定行动提供必要的信息支撑。当前，世界军事强国均在信号情报侦察系统的建设上投入巨资，我国在此领域已经有了相对程度积累，为我们研究通信态势情报处理技术提供了重要支撑。但是，随着通信对抗技术的不断发展，各军兵种对各级装备的通信态势情报获取能力提出了更高的要求，通信情报态势处理技术面临较大挑战。而且各军兵种对通信态势情报处理的理解各不相同，某一军兵种对具体项目的通信情报处理要求也不尽一致。因此，本文基于某情报处理系统的研制设计了一种情报模型，以满足不同用户的情报需求。
2 信号情报的定义与作用
2.1 信号情报的定义
信号情报是最古老的技术情报，它包括通信情报(COMINT)和非通信的电子情报(ELINT)。而电子情报又可以分为敌方设备信号情报(FISINT)、遥感情报(TELINT)和雷达情报(RADINT)。从原理来看，信号情报就是对敌方的通信信号、非通信电子辐射和仪器信号进行截获、处理和分析后得到的情报信息。所以，获取信号情报的先决条件是，敌方必须发射出可资利用的信号，而监测设备也必须能够截获这些信号，并部署在适当的位置，而这也正是信号情报的两大局限性。
2.2 信号情报的作用
信号情报侦察系统利用无源工作和开放式接收的优点，通过连续搜索、检测、监视与跟踪敌方武装力量在各种活动过程中的指挥控制通信信号，以及其在敏感区域的部署、行动的态势和意图等情报信息，支援己方的战略决策或战前的情报准备直至支援各类作战行动的有效实施。根据信号情报的物理特性，人们可以在没有破译信号情报编码、不了解具体内容的情况下，通过信号分析了解敌军的作战意图，或通过测向确定敌方舰船、飞机和指挥所的方位，或通过跟踪敌方防空雷达、指挥控制中心等的电磁辐射掌握其“电子战斗序列”。信号情报不仅能为战场指挥官及时、精确地提供有关敌军编成、特征和方位的信息，还可以洞悉敌军当前的状况、活动和未来的意图。
3 通信情报信息建模
3.1 通信情报模型
通过对各情报用户和各业务领域情报产品定义的分析、比较、归纳和总结，结合以往相关项目的成功经验和实践中数据集成的需求，对相关信号情报产品定义进行组织和裁剪形成信号情报产品的统一定义，建立情报信息模型。篇幅所限，本文仅描述了通信情报模型，其信息模型如图1所示。元素表示的是基本实体，关系说明了那些元素之间可能存在的关系。
3.2 数据类型定义
(1)“组织”元素类型。“组织”元素描述了由相当数量人员组成的、具有特定层次结构的军事/民用机构。 组织的主要属性如下：名称、国家名称、隶属关系、置信度、优先级、分类和位置数据。 对于任何组织，必须定义相关的人员。
(2)“平台”元素类型。“平台”元素定义为服务军事/民间组织的任何系统/设施。描述一个平台总有关联的位置数据，它们可以是地理固定场地或移动式平台。平台的主要属性如下：名称、国家名称、注释、类型、隶属关系、置信度、优先级、分类和位置数据。
(3)“无线电设备”元素类型。“无线电设备”元素定义为能够传输(和接收)携带各种类型信息(语音、数据等)的电磁辐射的装置。无线电设备的主要属性如下：名称、隶属关系、置信度、优先级、分类和位置数据。
(4)“通信网络”元素类型。“通信网络”是组织和平台基于通信、互联目的而建立的系统，可以一起出现或属于彼此。 通信网络的主要属性如下：名称、国家名称、注释、置信度、分类。
(5)“配置”元素类型。“配置”元素源于技术参数的集合，该技术参数代表了特定无线电设备具有的各种参数特性，同时“配置”可用于描述通信网络并在特定时间表征无线电设备设置。配置的默认属性如下：名称、国家名称、技术参数列表(参数集合)和频率列表。
(6)“位置”元素类型。“位置”数据项用于存储当前地理位置以及与组织、平台、无线电设备等元素之间的相关信息。在记录位置的同时必须记录其有效时间段，创建一个新的当前位置时，之前的当前位置会自动移动到历史记录。
位置数据的主要属性：
位置有效时间;
经度坐标(支持不同的坐标系统);
纬度坐标(支持不同的坐标系统);
高度值;
误差椭圆参数;
示向度。
3.3 元素之间的关系
(1)组织之间的层次关系类型。在组织之间建立该种关系类型，反映;隶属关系、功能层次：
组织：“侦察分队”“隶属于”组织：“通抗第一联队”
一个给定组织最多只可能有一个上级组织，但是可以有(零或)多个从属组织。
(2)平台与无线电设备之间的层次关系类型。在平台之间或平台与无线电设备之间定义该关系类型，描绘设施/物理方法之间的层次：
平台：“电子侦察车”“包含”平台：“天线车”
平台：“电子侦察车”“包含”无线电设备：“短波电台”
一个给定平台最多只可能有一个上级平台，但是可以有(零或)多个从属平台。同样，一个给定无线电设备最多只可能有一个上级平台，但是一个平台可以包含(零或)多个无线电设备。一般来说，一个无线电设备不能高于(不能包含)另一个无线电设备，当然也不能高于一个平台(它总是在平台层次结构中的最低水平)。 (3)组织与平台(设备)之间的关系。在组织与平台、组织与无线电设备之间建立该种关系类型，反映组织用来完成使命任务的设施或物理方式：
组织：“电子侦察连”“使用”平台：“电子侦察车”
组织：“电子侦察连”“使用”无线电设备：“短波电台”
给定组织可以使用(零或)多个其他平台/无线电设备。(零或)多个组织可以使用给定平台;同样，(零或)多个组织可以使用给定无线电设备。
(4)通信网络与组织(平台)之间的关系。在组织/平台和网络之间建立该种关系类型，在一起通信时，这些元素构成并属于一个网络：
组织：“通信连”“组成”通信网络：“指挥网”
平台：“通信车”“组成”通信网络：“指挥网”
无线电设备本身不得为网络的组成部分，但是可以为一个组织所用，或者包含在属于一个网络组成部分的平台中。给定组织或平台可以是(零或)多个网络的成员。
(5)通信网络、无线电设备与“配置”之间的关系。定义在无线电设备和配置文件之间的关系类型，如果无线电设备和配置文件存在确定的关系，则表明此无线电设备辐射信号可由该配置文件描述的特征表示。
通信网络可以随时使用不同的配置文件。网络的“配置文件”是属于网络的组织/平台可以使用的配置文件。在多数情况下，网络的组织和平台使用相同的配置文件同时进行通信。一个给定配置文件最多只能用于一个网络，但是一个网络可以被零个或多个配置文件识别。
4 结语
本文针对用户的需求对通信侦察数据元素进行归纳总结，建立通信情报产品信息数据模型并进行持续更新完善。通过通信情报产品信息建模，形成统一的通信情报数据库，支撑通信情报处理技术的继承性发展。但是，随着通信讯息采用了各种信息格式、压缩技术、加密技术、多路传输技术和传输协议等现代通信技术;采用了不同传输介质的远程通信网络不断互联互通，信息时代的信号情报愈难以直接获得，此外还需要解决如何从讯息中提取信息和海量数据进行过虑等问题，以在增加信号情报数量的同时不断提高它的质量。
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通信工程的硕士毕业论文篇2
浅谈卫星通信中一种突发信号的解调算法
突发信号广泛应用于卫星通信中的TDMA系统、蜂窝移动通信等通信系统中，在卫星通信系统中，由于卫星的抖动、星地系统时钟的偏差、接收设备运动等因素，接收设备接收到的信号存在定时误差、多普勒频差，需要进行精确的定时同步和载波同步。
本文以thuraya卫星通信系统中的突发信号为例，分析了thuraya卫星的通信体制及突发类型，提出了一种突发信号的解调算法，并对解调算法中的定时同步算法、载波恢复算法进行详细的阐述，然后对该种算法进行了性能仿真，最后总结了该算法的适用范围与优点。
1 thuraya卫星系统及通信体制介绍
Thuraya卫星通信系统是地球同步卫星通信系统，拥有3颗卫星，设计寿命。Thuraya系统向用户提供语音、短信、数据(上网)、传真、GPS定位业务。Thuraya总共可提供13750条信道，基本信道符号速率23.4ksps，调制方式为π/4-CQPSK，多址方式为FDMA/TDMA，可以为终端提供2.4/4.8/9.6kbit/s的数据传输速率[1-2]。
Thuraya卫星通信体制的物理信道基于时分复用，是定义在RF信道的一系列时隙，在这些时隙内的传输就是突发。一个时隙有5/3ms，24个时隙组成一个TDMA帧，时间是40ms。16个TDMA组成一个复帧，4个复帧组成一个超帧，系统消息循环以超帧作为周期 [3]。
2突发信号解调算法
2.1 解调算法原理
Thuraya卫星通信系统中使用FCCH(频率校准信道)进行突发信号的捕获，FCCH信道使用chirp调制信号，用来完成信号频率和定时的初始捕获。因此其他突发的接收不需要再进行常规的突发信号检测处理，可以直接进行运算处理。突发信号的解调处理流程包括：下变频、接收滤波、定时误差计算、内插、频率估计、初相估计、数据反旋转后恢复解调数据等步骤。(如图1所示)
下变频把AD采样后的信号变频到基带信号，接收滤波对基带信号进行匹配滤波，定时误差模块对滤波后的信号采用定时误差估计算法估计出定时误差，并送入内插滤波器进行内插出符号信号，符号信号进行频率估计、初相估计以及针对π/4-CQPSK的反旋转后即可完成解调处理。
2.2 定时同步算法
定时同步算法包括定时误差估计与定时误差纠正。定时误差估计是通过运算估计出采样时刻与最佳采样时刻的偏差，而定时误差纠正则是在估计的定时误差基础上恢复出最佳采样点的符号数据，可以通过插值滤波器完成。
定时同步算法按实现的方法有两类，第一类是闭环或者反馈算法，通过计算定时误差值并直接反馈调整采样时刻从而达到定时同步;第二类称为开环算法或者前向算法，对接收到的采样数据进行处理从而获得定时误差信息。闭环算法精度高，跟踪性能好，但是存在捕获时间长、收敛慢、偶尔出现“假锁”，一般不应用在突发信号的定时同步中;开环算法计算复杂度高，估计精度较低，但与闭环算法相比，不存在捕获时间长和收敛慢的问题，适合突发信号的定时同步[4]。
前向定时同步算法依据最大似然估计原理，计算出使似然函数最大的定时相位参数，这些算法包括一次幂非线性算法、平方环非线性算法、四次幂非线性算法等。结合thuraya卫星通信突发信号，本文选择使用平方环非线性定时算法，公式如下：
其中N是一个符号周期T内的采样点数，L是突发符号的长度，r(k)是接收到的采样数据，通过计算接收信号的傅立叶系数得到定时误差。
2.3 频率估计算法
频率估计算法按照是否已知发送序列可以分为数据辅助(DA)和非数据辅助(NDA)频偏估计算法。Thuraya卫星系统的物理层突发结构含有独特字(UW)，话音业务信道TCH3信号只有6个符号的独特字信息已知，信道传输的调制信号大部分未知，因此只能用非数据辅助的频偏估计算法。对突发信号的载波估计，NDA的频偏估计算法需要去除接收信号的调制信息，然后估计出信号中的正弦波频率。
π/4-CQPSK调制方式的星座图和8PSK调制一样是8个相点，因此，对突发去调制可以采用突发数据8次方，也可以先对数据进行反旋转运算后变成标准QPSK信号，再对反旋转后的信号进行4次方去调制。本文对TCH3信道仿真10000次，表中仿真准确度定义为FFT估计精度范围之内， FFT计算点数为2048点，FFT估计精度为2.9Hz。仿真结果表明8次方FFT精度很低，主要由于TCH3占用3个时隙长度117个符号长度，符号长度太短，在低信噪比下进行8次方，噪声信号扩散了，8次方后进行FFT的准确度小于先反旋转再进行4次方FFT运算。因此本文采用反旋转再对信号4次方去调制处理。(如表1所示)
针对thuraya卫星系统，本文采用基于FFT的频率估计算法，首先对定时恢复好的符号数据进行反旋转和4次方运算去掉调制信息，然后进行FFT运算，求取FFT的频率位置，转化为频率信息，计算过程见公式2。式(2)中N为FFT的计算点数，L为信道突发符号长度，信道符号速率是23.4Ksps。
2.4 初相估计算法
信号频率同步分为载波频率估计和载波相位估计，突发信号在估计出频率信息后还需要估计相位，根据信道的特点可以利用独特字(UW)估计出信道的初相信息。
假设接收信号序列和发射信号序列如下描述：
在硬件实现中需要提前把信道标准的UW调制信息存放在ROM中，接收时提取接收突发的UW字，把两者进行乘累加，累加和求取角度即是信道初始相位。
3 性能仿真
本文以Thuraya系统中的TCH3信道为例进行了仿真，仿真的采样速率93.6kHz，系统频差f0=20Hz，仿真次数10000次，仿真结果如图2所示。在Eb/N0=5dB时，本文提出算法和QPSK误码率理论曲线相差0.2dB，可见该算法和理论曲线相差不大。
4 结语
本文针对Thuraya卫星通信系统的通信体制，提出一种突发信号的解调算法，该算法对突发信号的定时和载波进行估计，并结合信道中的UW字对初相进行估计。经过仿真该算法同步收敛快、计算复杂度不高，仿真性能与理论曲线相差不大，算法适用于PSK调制的突发信号，有较高的使用价值。
