《电子技术应用》
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散射通信系统中相位噪声的影响及抑制算法研究
电子技术应用
张晓哲1,张华鹏2,孟颢1
1.中国电子科技集团公司第五十四研究所;2.中国人民解放军火箭军装备部驻廊坊地区军事代表室
摘要: 针对散射通信系统采用高阶调制及高载波频率后相位噪声影响问题,给出一种适用于散射通信系统的相位噪声仿真方法,研究不同强度相位噪声对不同阶调制方式、有无信道编码散射通信系统解调性能的影响,提出一种基于平均抑噪的分段迭代估计及补偿的相位噪声抑制算法,该算法能够利用较小的导频开销就能实现低信噪比环境下相位噪声的跟踪及抑制。仿真结果表明,该算法对不同强度相位噪声、不同阶调制方式及有无信道编码通信系统均具有良好的鲁棒性,能够显著改善相位噪声对散射通信系统解调性能的影响。
中图分类号:TN911 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.267817
中文引用格式: 张晓哲,张华鹏,孟颢. 散射通信系统中相位噪声的影响及抑制算法研究[J]. 电子技术应用,2026,52(9):67-72.
英文引用格式: Zhang Xiaozhe,Zhang Huapeng,Meng Hao. Research on the impact of phase noise and suppression algorithms in scatter communication systems[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(9):67-72.
Research on the impact of phase noise and suppression algorithms in scatter communication systems
Zhang Xiaozhe1,Zhang Huapeng2,Meng Hao1
1.The 54th Research Institute of CETC;2.Military Representative Office of PLA Rocket Force Equipment Department stationed in Langfang
Abstract: In response to the issue of phase noise effects in scatter communication systems employing high-order modulation and high carrier frequencies, this paper proposes a phase noise simulation method suitable for scatter communication systems. It investigates the impact of phase noise of varying intensities on the demodulation performance of scatter communication systems with different modulation orders and with or without channel coding. Additionally, a phase noise suppression algorithm based on average noise suppression and segmented iterative estimation and compensation is proposed. This algorithm can achieve phase noise tracking and suppression in low signal-to-noise ratio environments with minimal pilot overhead. Simulation results demonstrate that the algorithm exhibits strong robustness against phase noise of varying intensities, different modulation orders, and systems with or without channel coding, significantly mitigating the impact of phase noise on the demodulation performance of scatter communication systems.
Key words : scatter communication system;phase noise;higher-order modulation;phase noise suppression algorithm

引言

散射通信是一种重要的超视距宽带通信手段,在军事通信及应急通信领域均有广泛的应用[1]。近年来随着新应用新需求的不断提出,散射通信的发展具有以下趋势:(1)散射通信向多模式通信发展,从单一的超视距通信应用向兼具视距、遮挡视距和超视距多场景应用发展,为兼具视距大容量传输需求,散射设备的传输速率不断提升[2],采用的调制方式也越来越高,美国Comtech公司的散射设备最高调制方式为64APSK,英国SpacePath公司的散射设备最高调制方式为256APSK,随着散射通信采用的调制阶数的增大,星座点之间的间距会相应的变小,相较于低阶调制方式,高阶调制方式受相位噪声的影响更大,高阶调制方式实现困难;(2)散射通信设备向小型化、轻量化发展,散射设备使用的工作频率由C频段扩展到Ku频段,美国Raytheon公司已有Ku频段的散射设备研制[2],国内也已开始Ku频段散射通信的研究[3-4],随着散射通信系统工作频率的增高,系统的相位噪声会相应增大[5],相较于C频段散射系统,Ku频段散射系统需要重点关注相位噪声对接收性能的影响。

散射信道是一种典型的快衰落信道,散射系统为增加系统抗衰落能力,一般采用低阶调制方式和低码率信道编码,且系统工作载波频率较低,相位噪声对通信系统影响不明显,散射系统相位噪声影响研究开展较少。为应对散射通信发展需求,解决散射系统采用高阶调制及高载波频率后相位噪声影响问题,有必要研究适用于散射通信系统的相位噪声仿真方法,分析相位噪声对散射通信系统的影响并提出有效的相位噪声抑制算法。本文通过提出的相位噪声仿真方法,可实现相位噪声对散射通信系统影响的评估和分析,通过系统仿真验证了相位噪声抑制算法可以有效降低相位噪声对系统性能的损害,对散射系统后续的软硬件设计具有重要指导意义。


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作者信息:

张晓哲1,张华鹏2,孟颢1

(1.中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北 石家庄 050081;

2.中国人民解放军火箭军装备部驻廊坊地区军事代表室,河北 廊坊 065000)

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