加权分数傅立叶变换通信系统抗参数扫描及星座分裂性能分析

针对现有基于加权类分数傅立叶变换系统的信号特征,以衡量单参数WFRFT信号抗参数扫描特性为目的,给出了非目的接收机存在变换参数误差条件下的等效信噪比.在单参数WFRFT系统的基础上,类比多径信道下的单载波信号星座图特征,研究了多参数WFRFT的信号的星座分裂特性.多参数WFRFT系统不但可以提高单参数系统抵抗参数扫描检测的能力,同时其具有的分裂调制星座图的特点还能有效隐藏原始调制方式.     

隐蔽通信中MP-WFRFT系统星座预编码设计

为提高通信系统的隐蔽性能,提出了基于多参加权分数阶傅里叶变换(MP-WFRFT)通信系统的预编码设计方案.通过对MP-WFRFT信号的时域、频域分量定量分析,推导出MP-WFRFT星座的模糊、裂变规律;搭建了基于MP-WFRFT的星座预编码优化系统,并采用遗传算法(GA)进行相关模型优化求解.仿真结果表明:通过星座预编码参数的合理设计,MP-WFRFT系统能够从低概率检测、低概率调制识别、低概率参数截获三个方面不同程度地提升系统的隐蔽性能.确保了合法通信双方的通信安全,使之能够运用到隐蔽通信设计之中.     

Chirp信号与连续载波信号的多路复用传输

利用正弦信号和Chirp信号分别在频域、分数阶傅立叶域的优良能量聚集特性,设计一种频带复用的通信系统。该系统在相同频带内同时传输多路分别以Chirp信号和余弦信号为载波的BPSK信号,通过在接收端进行相应阶分数阶傅立叶域变换,使Chirp信号达到最优能量聚集,进而通过分数域滤波将集中于某一窄带内的Chirp信号滤出,再反变换到时域完成解调过程。仿真分析表明,该方法可获得有较好的误码率性能。     

新型MU-FM-DCSK保密通信系统

针对差分混沌键控系统传输率低、保密性不强等缺陷,提出了一种新型MU-FM-DCSK保密通信系统.该方案中,多个用户发送的信息信号分别乘以不同的调整参数后再由调频混沌信号调制.接收端使用相关解调,通过判决相关器输出的不同电平,解调出每个用户发送的信息信号,系统保密性得到明显增强,传输率大大提升.分析及仿真结果表明,系统的误码率在信噪比增加到一定程度时,明显低于现有的多用户混沌键控保密通信系统.     

用于超宽带通信的简化RAKE接收机

针对直接序列扩频超宽带通信系统中前端电路复杂度较高的问题,设计了一种新的简化RAKE接收机。这种接收机避免在前端接收电路上对每径信号进行的模拟相关运算,将脉冲信号通过接收机做相关运算变换到低频信号之后进行数字处理,从而降低前端电路的硬件规模。论文对简化RAKE接收机的误码率性能进行了理论分析和仿真,结果表明在误码率性能相近情况下,这种简化RAKE接收机的前端硬件规模为传统RAKE接收机的1/16。     

新颖的平均传输参考型超宽带相关接收机的研究

基于超宽带（UWB）通信在多个比特数据传输中信道基本不变的特点，提出一种平均传输参考型UWB相关接收机．发送端的每一帧数据由头部几个参考信号和多个调制数据信号组成，接收机采用这几个参考信号接收波形的累加平均作为相关模板来解调随后的数据信号，由于提高了相关模板的信噪比，从而改善了接收机的误码率性能，同时结构较为简单，便于实现．理论分析和IEEE多径信道模型的仿真表明：该接收机的比特误码率明显优于传统自相关接收机，在10^-2误码率时约有2dB的信噪比增益．     

MAP-WFRFT卫星信号星座隐蔽特性研究

针对卫星通信信号隐蔽性不足的问题,提出了一种基于多可变参数加权类分数阶傅立叶变换(muti-alterable parameter weighted fractional Fourier transform, MAP-WFRFT)的卫星隐蔽通信系统.新系统在传统调制方式基础上,利用MAP-WFRFT对卫星信号进行处理,使信号星座图分布发生旋转与发散,伪装成噪声或其他调制方式,从而实现信号的隐蔽.仿真结果表明,经过MAP-WFRFT处理后的卫星信号,通过改变加权项数M、变换阶数α、尺度向量V可以使信号星座图发生明显不同的旋转与发散.当3个参数满足文中推导的关系时,可以将QPSK信号伪装成16QAM信号.仿真分析误码率(bit error rate, BER)随M的变化规律,得到M值的增大会导致系统误码性能的下降.     

高斯噪声迭加码间干扰下OFDM解调性能分析

针对无线通信系统中复杂的非高斯噪声环境中接收信号发生畸变的问题,研究一种"高斯噪声迭加码间干扰下"的非高斯噪声,计算统一的数学模型,通过系统误码率等参考变量分析OFDM系统在非高斯噪声环境中的解调性能.对比分析高斯噪声和非高斯噪声环境中解调算法,仿真结果表明:迭加的码元干扰幅值b越小,系统误码率越大;b越大,系统误码率越小.非高斯噪声信道和高斯噪声信道情况下,系统误码率随着信噪比变化交替发生变化,低信噪比,非高斯噪声信道下误码率小于高斯噪声信道下误码率;高信噪比,非高斯噪声信道下误码率大于高斯噪声信道下误码率.高斯噪声迭加的码元干扰,影响着高斯噪声信道下系统解调性能,对OFDM系统解调算法的分析有重要的意义,为今后在复杂环境中进一步研究提供参考.     

新型CDMA抗多址干扰接收机的结构及性能

针对传统CDMA通信系统存在的多址干扰问题,提出新型CDMA接收机的数学模型,分析了在混合噪声环境下,这种接收机的解调特性、误码率及渐近效率，由此导出新型接收机的结构及算法使得系统具有抗多址干扰能力，从而使系统的容量极大化。     

基于截获因子的直序扩频水声通信隐蔽性能分析

研究了对数正态衰落水声信道条件下直接序列扩频通信的隐蔽性能.首先建立水声隐蔽通信系统模型,提出了基于可检测距离的截获因子作为衡量水声通信系统隐蔽性的方法.理论研究了直接序列扩频信号经过对数正态衰落水声信道传输后,截获接收机能量检测工作特性以及通信接收机同步相关检测特性和扩频通信误码性能.仿真分析了不同的信道衰减参数及信号参数、调制方式等对水声通信系统隐蔽性能的影响.仿真结果表明:在对数正态衰落水声信道条件下,直序扩频通信具有低截获通信能力;在一定条件下,降低发射载波频率、增大信号时间带宽积、降低调制阶数和通信速率将有利于提升水声通信隐蔽性;浅海信道比深海信道更利于隐蔽通信,近程水声通信比中远程通信更容易实现隐蔽.     

一种基于预编码的CPM正交扩频系统

针对传统CPM正交扩频系统实现复杂度高的问题,提出了一种基于预编码的CPM正交扩频系统。利用所提的预编码和可变星座映射技术,保证了CPM扩频信号的正交性;接收端采用码片校正技术,同步实现CPM解调和解扩,降低传统CPM扩频系统分步实现的复杂度。理论分析和仿真结果均表明,在AWGN和Rayleigh衰落信道下系统具有良好的误比特率性能。最后针对超短波通信进行应用设计和测试评估,结果表明,本系统优于美军SINCGARS系统约6dB。     

浅海水声信道下抗多径OCDM通信研究

基于正交chirp复用技术,提出一种新的抗多径浅海水声通信方法(DP-Rake OCDM)。采用经调制的chirp信号,利用多径分集来提高鲁棒性,同时在接收端解调中加入基于数据分拣的Rake接收机,用多个时间窗分析数据帧来消除多径引起的载波间干扰,从而在短保护间隔时提高通信性能。与OCDM、OFDM、DP-Rake OFDM方案通过系统仿真进行性能比较,结果表明,在强多径条件下（时延扩展大于保护间隔）,DP-Rake抗多径OCDM的BER floor可达到10-6,DP-Rake OFDM的BER floor为10-5,而OCDM和OFDM都只有10-3,仿真结果验证了该方案的可行性和抗多径性能的优越性。     

基于多目标遗传模拟退火算法的方向调制

为实现对自由空间中任意期望方向的物理层安全通信,提出了一种运用多目标函数遗传模拟退火算法的方向调制方法.文中建立以通信信号误码性能和星座图畸变程度为指标的2个遗传目标函数,并结合模拟退火算法以避免遗传算法易陷入局部最优,使得发射信号在合法用户方向与期望星座图相同,而窃听用户方向上星座图产生极大程度的畸变.仿真结果表明:所提方向调制方法与现有基于遗传算法、粒子群算法、多目标遗传算法方向调制方法相比,具有更窄的误码率波束宽度,所提出的多目标方向调制物理层安全通信信号具有更强的防窃听性能.     

广义空间调制系统分层叠加编码的迭代检测

在广义空间调制(generalized spatial modulation, GSM)系统中,接收端信号检测方案的误比特率性能与复杂度是重要衡量指标。将发送端的星座调制与分层叠加编码(superposition coded modulation, SCM)方案结合,接收端分层检测时各层的码本搜索空间大小仅与该层的调制方式有关,有效降低算法的搜索次数。为获得更好误比特率性能,引入迭代的思想,即迭代分层检测(iterative layered detection, ILD),通过在解调第1层符号信息时选出ite个候选组合集,分别进行第2层到第L层的循环迭代,最后选取第L层调制符号与对应码本间欧式距离最小的迭代次数,作为最优检测符号。仿真结果表明,其误比特率性能接近最大似然(maximum likelihood, ML)检测,且计算复杂度降低了81.25%。     

基于CNN的MIMO-OFDM可见光通信接收机研究

限制可见光通信（VLC）系统传输性能的主要因素是发光二极管（LED）的有限带宽以及它的非线性效应导致的信号失真。多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）技术虽然可以提升系统容量、频谱效率,但由于OFDM技术较高的峰均功率比(PAPR),使得VLC系统受到更多的非线性损伤。针对以上问题,本文提出一种基于卷积神经网络（CNN）的VLC接收机。该接收机通过对接收端失真信号和发射端原始信号的学习,能够实现MIMO-OFDM可见光系统的信号解调,有效提升系统对非线性失真的抑制能力并具有较低的复杂度。实验结果表明,与最小二乘法（LS）接收机相比,CNN接收机能有效补偿信号受到的线性和非线性失真以及不同用户间的信号串扰,平均误码率（BER）提升超过一个数量级,同时有效克服LED带宽受限问题,比特传输速率提升53%。     

一种非正交多址接入下行链路信号检测方法

非正交多址接入（non-orthogonal multiple access,NOMA）下行链路存在严重的多址干扰。软解调-串行干扰消除（successive interference cancellation,SIC）检测方法是一种性能较好的信号检测方法,但是接收机的复杂度比较高。考虑到软解调算法对其他用户信号的信号特征信息并未充分利用,提出一种基于软解调算法改进的联合检测算法,该算法直接利用多用户叠加信号的联合星座图计算用户信号信息比特的软信息,不需要对干扰信号进行检测和重构,可以降低接收机的复杂度。仿真分析表明,与软解调-SIC检测方法相比,联合检测方法在性能损失不超过1．5 dB的情况下,可以将接收机的复杂度降低一半。     

基于编码与信噪一体化的窃听信道模型研究

提出一种LDPC编码与信号噪声一体化联合设计建立窃听信道模型的方法,以保证信息的安全传输. 在LDPC编码的设计中加入了扰码,给出了扰码矩阵的设计方法;在保证合法用户具有较高可靠性的前提下,采用信号噪声一体化设计恶化窃听者信道,建立了最小化保密中断概率模型,并给出了简化算法. 仿真结果表明,经过扰码的LDPC编码具有相对较小的安全间隔. 在保证合法用户具有10-5误比特率的前提下,信噪一体化设计可实现窃听端较低的保密中断概率,使窃听端的信息误比特率以极大的概率保持在0.5.      

一种保密通信系统混沌信号产生器的设计及仿真

提出了一种发送端与接收端混沌信号产生器“不对称”的保密通信方案．基于误差反馈同步原理,发送端与接收端各自设计带有不同特定辅助网络的混沌信号产生器;接收端获取了发送端混沌系统的参数、特定辅助网络的结构和传送信号的构成情况,才可以重构混沌系统并设计相应的辅助网络,从收到的信息中提取用于加密的混沌信号,解调出信息．仿真结果表明,发送端与接收端特定辅助网络的设计加强了保密通信系统的保密性,且系统具有较好的噪声鲁棒性。