采用时频分析的变换域通信系统基函数设计

为使变换域通信系统基函数充分利用背景信号的频谱分布信息以进一步提高系统抗干扰能力,提出了采用多进制序列设计基函数幅度谱的方法.首先在干扰存在的条件下,对单码片成型基函数调制及解调信号的短时频谱特性进行分析,由此推导出系统误码率的解析表达式,将求解系统误码率解析式的最优化问题转化为求最大信号干扰噪声比问题,利用随机相位的均匀分布特性对最大信号干扰噪声比问题进行求解,从而得到多进制序列基函数.仿真结果表明:该系统具有更好的抗干扰性能,在高干信比条件下也具有良好的通信效果;当干信比为25～41 dB且信噪比为-6～3 dB时,系统误码率均低于二元序列基函数的系统误码率;干信比为36 dB、信噪比为O dB 时,系统误码率可低于10-4.     

一种新的MPPSK调制解调器实现结构

为了简化多元位置相移键控(MPPSK)接收机的结构并提升其解调性能,给出了一种MPPSK调制器的实现结构,并提出了一种全新的基于冲击滤波多路判决的MPPSK解调器实现结构.该解调器结构先对冲击滤波器的输出信号取绝对值并进行低通滤波处理,再将得到的冲击包络通过由不同位同步信息控制的抽样判决器,将判决结果叠加,即可得到最终的符号序列.仿真结果表明,与基于锁相环的解调器结构相比,该解调器的结构更简单,解调性能更好.随着进制数的增大,MPPSK调制信号功率谱的边带线谱逐渐降低甚至消失,从而紧缩了信号功率谱,降低了邻道干扰,提高了频谱利用率.因此,在加性高斯白噪声信道条件下,该实现结构具有较强的应用优势.     

连续相位调制和Turbo乘积码的串行级联系统设计

针对Turbo乘积码(TPC)与递归连续相位调制(CPM)级联系统(TPC-RCPM)误码性能差的问题,提出了一种由Turbo乘积码、伪随机交织器和非递归CPM组成的串行级联系统.首先将输入数据进行TPC编码,并对编码序列进行随机交织,然后送至非递归CPM调制器,经过非递归连续相位编码后与转换矩阵相乘,经无记忆调制器输出映射波形.与其他TPC-CPM系统相比,该系统的调制参数能够灵活调整,可以充分弱化解调器的错误相关性,改善系统的误码性能.仿真结果表明,与TPC-RCPM系统相比,该系统有效地降低了误码率,对于MSK和4CPM信号,在误比特率为10-2～10-5时可以获得约2.2 dB和2 dB的信噪比增益.     

全响应CPM信号的一种非相干接收技术

连续相位调制由于其具有恒定包络幅度且对任意的调制信息序列能保持信号的相位连续,从而能够有效的改进信号的频谱特性.因此,在现代通信系统中得到了广泛的应用.本文将介绍一种全响应CPM信号的最大似然块检测接收法,并且还对该方法的性能采用调制指数为2/3的CPFSK信号进行了评估.该方法的最大优点就是简化了接收端的处理.     

DS-UWB系统伪随机序列同步捕获算法实现及分析

采用RAKE接收的DS-UWB系统中,同步对系统的性能至关重要.利用辅助序列进行系统同步方法能够确定本地序列移动方向,快速实现同步.首先,实现了DS-UWB系统中采用辅助序列进行的伪随机序列同步捕获.与传统的滑动相关方法不同,利用了接收信号与特定辅助序列的相关信息,对本地伪随机序列同接收信号中的伪随机序列相位差进行估计,并得到相位移动的方向,从而减小捕获时间.最后,理论分析与仿真结果表明,利用辅助序列实现DS-UWB系统伪随机序列同步捕获的平均捕获时间低于串行滑动相关方法平均捕获时间的一半.     

恒包络OFDM雷达通信一体化信号设计

为利用同一信号同时实现雷达探测与通信传输,设计了一种恒包络OFDM雷达通信一体化信号。首先,对信号相位进行调制,将其分为通信调制项与雷达调制项;其次,设计通信调制项为OFDM相位乘以加权系数,并利用矢量合成的方法定量分析了其对雷达的影响,确定了通信加权系数的取值标准;然后,设计雷达调制项为一组余弦函数的和,并通过设置各余弦函数的调制系数,改变信号的模糊函数使雷达适用于不同场景;最后,利用三角函数的正交性及雷达波形确定性确立了解调步骤。仿真结果表明,当调制系数为随机序列时,能够得到图钉状模糊函数;在相同参数设置下,相比于传统恒包络OFDM信号,脉压后设计信号的第一旁瓣降低了25 dB,主瓣宽度降低了7倍,利于实现雷达高分辨率、高检测概率探测,且随着序列长度增加,距离分辨率提高;通过控制通信加权系数的大小,可在雷达和通信性能之间取得最佳折中。     

基于理想带限信号的超窄带通信算法

提高通信信号的频谱利用率是通信理论研究的一个重要课题,传统方式采用多进制调制来提高每波特码元包含的信息量,而超窄带通信则是通过减小信号带宽来达到该目的。与现有的超窄带通信理论立足于设计频谱能量集中的调制波形不同,通过对传统基带信号进行理想低通滤波,产生理想带限的超窄带信号,再基于线性方程组求解的方法对信号进行解调,从而实现超窄带通信。该方法产生的超窄带信号是理想带通信号,能够达到较高的频率利用率,但是要求足够高的信噪比才能够应用。     

改进的 TDCS 基函数生成算法及性能分析

针对变换域通信系统在幅度谱成型采用硬判决门限算法和基于m序列的伪随机相位生成算法两方面存在的不足,提出了一种改进的变换域通信系统(tranform domain communication,TDCS)基函数生成算法.在对电磁环境估计的基础上,翻转功率谱进行免门限幅度谱成型,同时利用“注水定理”功率分配法改变调幅因子,增强了系统的抗干扰能力;使用gold序列代替传统的m序列进行伪随机相位生成,伪随机相位的随机性得到很大的提高,增大了噪声系数NFI,改善了系统的射频隐身性能.仿真结果表明,通过同时改进幅度谱和伪随机相位生成,基函数的性能得到明显的改善,使变换域通信系统具有良好的低截获/低检测特性,同时兼顾抗干扰与射频隐身能力.     

WFRFT MIMO卫星抗截获通信系统

针对卫星通信安全性不高、易被截获的问题,提出一种采用加权类分数阶傅里叶变换(WFRFT)与多入多出(MIMO)技术相结合的卫星抗截获通信系统。系统采用多层WFRFT调制信号,WFRFT的层数与发射天线数目相同,每层WFRFT采用不同的调制阶数。原始信号经WFRFT调制后具有时频域特性,能有效抵抗参数扫描,MIMO能有效提高频谱利用率及系统容量。经理论分析,采用WFRFT-MIMO通信系统可以高效地恢复原始信号,同时窃听方无法截获信号。以2发1收天线为例,分别从合法方与窃听方误码率(BER)性能对比、接收性能与WFRFT阶数偏差关系进行仿真,当窃听方调制阶数误差均为0.1,信噪比为20dB时,其误码率为10-3,与合法方相差4dB。并通过对不同收发天线组的性能仿真,信噪比为10dB时,3发4收天线的性能较2发1收天线提高了4.5dB。     

基于Viterbi算法的GMSK信号解调性能分析与仿真

高斯最小频移键控（GMSK）调制是一种相位连续的恒包络调制方式,具有带外辐射小、频谱利用率高的特点。在介绍GMSK信号的基本原理的基础上,通过信号状态的具体表示及Viterbi算法分支度量的计算,给出了基于Viterbi算法的GMSK信号解调方法和系统性能分析。仿真结果表明,在误码率同为10－3的条件下,该方法较二比特差分解调可获得7dB的增益,并具有较好的抗噪声和抗多径性能。     

不等带宽奇偶交错滤波器设计

为了在10 Gb／s 40 Gb／s混合系统中提高奇偶交错滤波器的带宽利用率,采用光格型有限冲激响应 (FIR)模型在z变换域对耦合器级联形式的光滤波器进行了理论分析．用MATLAB软件的信号处理工具箱Sptool 在z域将偶信道设计成通带阻带宽度比为7:3低通滤波器,用于传输40 Gb／s信号,由对称性可知奇信道为通带阻带宽度比为3:7的高通滤波器,用于传输10 Gb／s信号．所设计的不等带宽奇偶交错滤波器由33个不同分光比的耦合器构成,两个输出端口的3 dB带宽分别为70．80 GHz和29．20 GHz,隔离度大于35 dB,通带纹波小于0．001 dB,且具有类似矩形的幅频响应特性．该滤波器较传统的等带宽50 GHz奇偶交错滤波器有更高的带宽利用率,在 10 Gb／s向10 Gb／s 40 Gb／s升级过程中作为复用-解复用器具有很大优势．     

基于量子粒子群优化的数字冲击滤波器自动设计

为了提高数字冲击滤波器设计的效率,提出了一种基于QPSO算法的优化设计方法.首先根据EBPSK通信系统中数字冲击滤波器的特殊滤波机理,在考虑有限字长效应的情况下对数字冲击滤波器进行建模,然后设计出合理的优化变量、目标函数和约束条件,并利用QPSO算法的全局搜索能力和惩罚函数法的约束处理机制设计数字冲击滤波器.仿真结果表明:种群适应度值能够逐步达到收敛,从而保证了寻优结果的最优性;设计得到的滤波器幅频响应在中心频率处呈现出极窄的陷波-选频特性,并可将EBPSK调制信号的微弱相位跳变转化为明显的幅度冲击,有利于解调.与已有的手调滤波器相比,该设计方法快速可靠,可节约0.3～0.5 dB的信噪比增益.     

重叠编码放大转发协作通信系统研究

为进一步提升协作通信系统的频谱效率,将重叠编码复用技术引入协作通信,设计了采用重叠编码的放大转发（ampli-fy-and-forward,AF）系统,并采用复数域的Viterbi解码算法对其进行译码。在平坦Rayleigh衰落信道下的仿真表明,通过改变不同的编码复用系数,新系统仅使用二阶调制就能使频谱效率高于1（b/s）/Hz。此外,在相同频谱效率下,较传统高阶调制AF协作通信系统,新系统的误比特率（bit error rate,BER）性能有显著提升,如当BER等于10-3时,新系统的每比特能量与噪声功率谱密度之比（Eb/N0）将减少6～7 dB。     

伪码调相引信压制性干扰效果仿真

研究压制性噪声调频干扰对伪码调相引信的干扰效果.建立了接收机干扰效果仿真模型,分析了压制性噪声调频干扰对伪码调相引信干扰的机理,提出了基于相关器输出值过门限概率大小的压制性干扰效果评估方法,仿真分析了影响干扰效果的几个主要因素.仿真结果表明,采用窄带瞄准式干扰,增加接收机输入干信比,减小干扰带宽,提高载频瞄准度,可以增强干扰效果.     

光纤中超连续谱产生的理论与实验研究

光谱超连续展宽 (SC)在光通信中有重要的应用。对色散位移光纤 (DSF)中 SC的产生及泵浦和 SC光纤参数对SC特性的影响进行了理论与实验研究。结果表明 :在 DSF中 ,SC的产生是自相位调制、四波混频、交叉相位调制效应综合作用的结果 ,其中自相位调制效应起先导作用。泵浦脉冲的波长与光纤零色散波长之间的距离影响 SC的宽度和平坦性。获得的 10 GHz的最宽 SC谱达 80 nm ,获得的平坦度 3d B的 SC谱宽度达 2 0 nm。采用光纤光栅进行了 SC谱平坦处理 ,使 SC谱的平坦度提高了至少 8d B。     

基于多DSP网络和软件无线电的扩频通信研究

扩频通信在频谱利用率、通信保密性、通信抗干扰等方面都有着突出的表现,将扩频通信理论与软件无线电思想相结合是当今通信领域中新兴的研究方向.介绍扩频通信系统平台设计,提出m序列的软件产生思想,给出多DSP网络产生伪随机码的实现方法,并给出具体实现的部分源程序,具有一定的实用价值.文章分析了该系统的硬件构成,阐述了系统工作原理,并给出部分软件和程序流程图.     

多径衰落信道下准正交时分复用的研究

基于时频对偶原理，提出了一种准正交时分复用（QOTDM）系统．该系统利用频域具有升余弦性质的脉冲波形的平移准正交特性，采用自适应信道均衡方法，使发送滤波器、信道和接收滤波器的频域总特性具有升余弦性质，信道等效脉冲响应满足奈奎斯特采样点无失真准则．发送端利用上述信道进行时域波形准正交的离散信息符号序列传输；接收端根据信息符号波形的准正交特性，实现准正交分离．与正交频分复用（OFDM）系统相比，QOTDM系统在略微降低频带利用率的条件下，可以降低峰值平均功率比，并且当信噪比较高时具有更强的抗多径衰落能力．仿真结果表明，在准静态多径衰落信道下，采用正交幅度调制，在误比特率为10^-3时，QOTDM比OFDM的平均比特信噪比值约低3dB．     

调制跳变系统同步捕获方法及性能分析

调制跳变技术是一种以伪随机方式控制调制方式跳变,通过缩短每种调制方式持续时间对抗调制识别的新型抗截获技术.为实现调制跳变信号有效、快速捕获,提出了匹配相关双驻留并行捕获方法,并对其性能进行了分析.该方法通过对调制标识码进行匹配相关实现调制识别,采用双驻留并行方式进行同步捕获,确保了低信噪比、小样本数据条件下的捕获性能.分析结果表明:AWGN信道下该方法具有较好的信号识别性能以及较短的平均捕获时间,但瑞利衰落信道下性能相对较差,此时采用基于RAKE接收的匹配相关法将有效改善双驻留并行捕获的性能.     

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。     

伪码调相与伪随机PPM复合引信的抗噪声性能分析

该文在介绍伪码调相与伪随机脉冲位置调制（PPM）复合引信工作原理的基础上,推导了在多普勒频率影响下接收机的总调制制度增益。对推导结果的分析和计算机仿真表明：随多普勒频率的增大,伪码序列周期越大或高频脉冲宽度越宽,其抗噪声性能下降越迅速,对其伪码序列周期、高频脉冲宽度和引信工作频率的设计,能够保证该体制引信良好的抗噪声性能。