基于相似度的直扩信号盲解扩方法

针对传统方法对直扩(direct sequence spread spectrum, DS-SS)信号进行盲解扩时,需要在估计出扩频序列后,才能完成信号盲解扩的问题,提出了一种基于相似度的DS SS信号盲解扩方法。该方法首先在扩频码的码片速率和周期已知的条件下,以单倍扩频码周期的窗长对接收信号进行数据分段,然后对任意两段数据求相似度函数值,构造相似度函数值的特征信息矩阵,最后通过对构造的特征信息矩阵进行特征值分解就可以实现对信息序列及扩频码序列的盲估计。理论推导和仿真实验结果表明,该方法具有精度高、稳定性好,在信噪比容限值为-22 dB的条件下也能够有效的盲估计DS-SS信号的信息序列及扩频码序列。     

改进的SVD算法对BOC信号组合码与信息序列盲估计

针对低信噪比下二进制偏移载波信号的组合码序列以及信息序列盲估计问题,在未知时延下,利用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)算法估计出的组合码序列及信息序列,其最大奇异向量和次大奇异向量之间可能存在酉模糊现象。对于该问题的研究,提出一种改进的SVD方法对最大奇异向量及次大奇异向量进行线性组合,接着最优化筛选出其相应的系数矩阵,最后结合系数矩阵估计出组合码序列与信息序列。仿真结果表明,改进的SVD算法可同时应用于组合码和信息序列的估计且不受未知时延的影响,具有消模糊效果好、需要数据量少和抗噪性能强的特点。     

基于OCML构造序列的Link16扩频方法

Link16数据链因其强抗干扰性被广泛应用于各大信息化作战平台, 但其传输速率和频带利用率并不高。针对这一问题, 提出一种基于单向耦合映像格子(one-way coupled map lattice, OCML)模型时空混沌序列的缩短码移位键控(truncated code shift keying, TCSK)方法。系统以OCML模型下的混沌序列作为扩频基码, 将每个承载信息的码片长度缩短为原来的1/P, 并将每个码片进行镜像对称, 获得一个总长度为2/P的扩频码片进行传输。相对于原循环码移位键控(cyclic code shift heying, CCSK)系统的扩频序列, 该码片长度减少一半, 从而提高系统的传输速率。OCML序列具有良好的伪随机性和自相关性, 同时该模型下能生成大量扩频序列, 各序列相互独立, 一个信道可容纳多个扩频信号, 极大地提高了频带利用率。对多径衰落信道下的误码性能进行了仿真, 结果表明, 所提方法能有效改善多径衰落下的系统性能。     

基于叠加度的有限长系统LT码编码方案

提出了一种基于叠加度的系统卢比变换(Luby transform, LT)码编码方案。与需要预编码的系统Raptor码或交织编码的准系统掺杂LT码方案不同,由掺杂度分量与弱鲁棒孤波分布进行叠加的叠加度分布,使得系统LT码的中间节点能以LT编码方式构造输出节点。理论分析了优化掺杂度分量叠加比例的系统LT码具有译码渐近性能,对给定码长k和冗余开销ε的编译码复杂度为O(k·ln(1/ε))。仿真验证了优化后的有限长系统LT码克服了系统Raptor码在信道删除概率大于0.01即出现误码平台的问题,在译码失败概率10e-4时相对于准系统掺杂LT码的所需译码冗余开销可降低12%~20%。     

异步LC-DS-CDMA信号的盲解扩

针对低信噪比下异步长码直接序列码分多址(direct sequence-code division multiple access, DS-CDMA)信号伪码序列难以估计的问题,提出一种基于嵌套迭代最小二乘投影和库搜索算法相结合的盲解扩方法。该方法先将接收到的异步长码DS-CDMA信号建模成含有缺失数据的短码DS-CDMA信号,并使用重叠窗对信号进行分段构造观测数据矩阵。然后,使用最大似然理论对其进行数学建模,并用嵌套迭代最小二乘投影算法实现各用户伪码序列片段的粗提取。最后,将提取出来的伪码序列在有限长的生成多项式库中进行匹配搜索,从而得到该序列的生成多项式。仿真实验及理论分析验证了该方法对异步长码DS-CDMA信号伪码序列估计的有效性。     

RaptorQ喷泉码编译码算法分析及优化

RaptorQ喷泉码是喷泉码的最新研究成果,理论分析和仿真验证表明,RaptorQ喷泉码是性能最好的喷泉码,同时也是编译码复杂度最高的喷泉码。针对RaptorQ喷泉码编译码复杂度高这一问题,以国际标准RFC6330所设计的RaptorQ码编译码流程为基础,提出一种RaptorQ编译码算法的优化版本。新的编译码流程通过固定生成矩阵的方式提前计算好生成矩阵并存储,方便随时调用;通过提前列变换的方式规避多次寻找标准行和高斯消去操作,以及通过去稀疏化的方式,减少编译码过程中的矩阵乘法和异或运算。仿真比较优化前后的编译码算法,结果表明,优化后的RaptorQ码编译码流程能够在保证传输性能不变的同时,减少RaptorQ喷泉码编译码基本运算次数、缩短RaptorQ喷泉码编译码的时间,降低了编译码的计算复杂度,并保持了传输性能。     

基于单反馈SLT码的纠错码与MP联合译码

转移LT(shifted Luby transform,SLT)码是信源依据接收端的反馈信息进行的LT(Luby transform,LT)编码方法,这种编码方法可以有效地减少解码所需要的数据包个数,由此,本文针对基于单次反馈SLT码的信道纠错码与信息传递(message propagation,MP)联合译码方法,对原有的转移鲁棒孤立子分布(shifted robust soliton distribution,SRSD)函数进行改进得到适合MP联合译码的扩展转移鲁棒孤立子分布(expand shifted robust soliton distribution,ESRSD)函数。将本文提出的ESRSD用于MP联合译码方案分别与LT码、反馈SRSD MP联合译码相比,实验结果显示,采用本文提出的ESRSD进行编码在MP译码所需要数据包的个数最少。     

基于传播算子算法的扰码序列估计方法

针对扰码序列的盲识别问题,提出了一种基于传播算子的估计方法。首先根据扰码长度将加扰数据分段排列得到观测矩阵,并计算观测矩阵的传播算子,得到扰码序列的初步估计,此时扰码序列中仍含有误码;采用最大似然方法估计出含错扰码序列的生成多项式,根据生成多项式完成扰码序列的最终估计,并根据扰码序列之间的相关性,实现扰码序列的盲同步。仿真实验验证了所提算法的有效性,并对算法计算量和误码适应性进行了理论分析。仿真结果表明,所提算法计算量明显少于已有的特征值分解算法。     

基于延迟相乘和能量累积的DSSS信号参数估计算法

针对直接序列扩频(direct sequence spread spectrum, DSSS)信号截获和参数盲估计问题,提出了一种采用延迟相乘和能量累积实现DSSS信号参数估计的新方法。该算法采用延迟相乘估计伪随机码（pseudonoise,PN）周期,将延迟相乘序列分成连续的片断,通过累积能量最大值搜索估计信息码周期,实现了PN码序列和信息序列的估计。理论分析和仿真结果表明,在加性高斯白噪声条件下,对扩频增益为G_p dB的DSSS信号,在信噪比高于-G_p/2 dB的条件下,该算法能够实现稳定的参数提取。该算法不需要预先设定门限和参数,适合采用硬件设计实现。     

基于蔡氏电路和压缩感知的图像压缩加密方法

针对当前信号采集传输高效性和安全性的实际需求, 提出了基于蔡氏电路和压缩感知的图像压缩加密方法。首先利用SHA-256算法生成原始信号的消息摘要; 其次利用摘要生成蔡氏电路的初始值; 再次利用蔡氏电路生成的混沌模拟信号经过8位量化采集和数字移位差分生成伪随机序列, 从而构建出混沌观测矩阵并对信号进行压缩采样; 最后将压缩后的信号通过生成的伪随机序列进行置乱加密和灰度加密, 生成压缩加密后的信号。实验结果表明, 该方法生成的混沌观测矩阵性能优于传统的随机观测矩阵, 同时能够有效提高信号的传输效率及安全性。     

一种频域RS-LT级联码在短波通信中的应用研究

针对短波通信中同时存在误码和丢包的特点,提出了一种频域RS码与数字喷泉码串行级联的纠错纠删编码算法,并在FPGA芯片及短波电台终端上予以实现。频域RS码作为外码,LT码作为内码,使RS码和LT码互相促进,同时实现纠删和纠错,这是单独采用两种编码方法都无法达到的。仿真表明RS-LT级联编码可提高LT码译码成功概率。同时短波信道实测结果表明,编码模块的应用可有效提高短波电台正确接收概率。     

基于严格二叉树编码和GA的模糊树结构学习

为解决模糊树模型结构学习中存在的信息冗余、寻优效率低等问题,提出了一种基于严格二叉树编码和遗传算法的结构学习方法。通过严格二叉树编码对模型结构进行编码,改善了现有矩阵编码的信息冗余问题;考虑到编码特殊性和算法收敛性,提出了一种改进的遗传算法用来对模糊树模型的结构进行寻优。实验结果表明,不同数据集上该算法的稳定性和计算速度均较好,能够寻找到一个较优的二叉树结构,从而提高模糊树模型的建模精度。     

基于多涡卷Jerk-Chua混沌和自编码的扩频码构造方法

为了提高扩频通信系统信息传输的可靠性和安全性,提出一种基于复合多涡卷Jerk-Chua混沌与自编码相融合的扩频码构造算法。首先引用二维Henon变换和离散标准映射的构造思想产生一种新的非线性融合函数,其次通过该融合函数将复合多涡卷Jerk-Chua混沌产生的随机序列与自回归自编码随机序列相融合产生高质量复合随机序列作为新的扩频码。最后通过Matlab仿真测试表明,该算法相比现有方法得到的随机序列复杂度更高、随机性和相关性更好,应用于扩频通信系统中的误码率得到了一定改善,能够满足高安全性和高动态变化环境要求的通信系统信息安全保密的传输。     

截短平衡Gold码的统计特性分析

在给出搜索和产生平衡Gold码方法的基础上,给出了截短平衡Gold码的概念,提出了一种对平衡Gold码进行截短的方案。在扩频通信中,扩频速率受扩频系统特定的时钟周期所约束,使得地址码序列长度取决于系统的时钟速率与信息速率商的大小,限制了平衡Gold码在实际工程中的应用。采用截短平衡Gold码截短码具有更广泛的应用能力。仿真结果表明,对平衡Gold码进行合适的筛选和截短后得到的序列仍具有较好的统计特性,可以作为工程应用中对码长有不同要求的扩频通信地址码。     

无码率码在无线传感器网络中的应用研究

传统固定码率通信方案在大规模网络中存在时延和多反馈情况, 影响无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)的传输性能。无码率码能够根据信道状态实时改变传输码率, 很好地解决这一问题。本文以多源多中继网络模型为基础, 设计了基于累积无码率(accumulate rateless, AR) 码的分布式协同传输机制, 并对传输的广播、转发、译码等阶段进行了阐述和分析。结合使用外信息转移(extrinsic information transfer, EXIT)图和凸优化工具对方案中的AR码度分布进行了联合优化求解。仿真结果和对比分析表明, 所提分布式AR码度优化方案, 在错误平层上明显优于分布式卢比转换码方案, 在译码性能上较现有Raptor方案和AR码单独度分布优化方案分别减小3.7%和1.3%的码率倒数。     

基于关联规则的二进制线性分组码盲识别

提出了一种基于关联规则的信道编码识别方法,解决了线性分组码的盲识别问题。在分析线性分组码中的信息位和监督位之间存在一一对应关系这一特性的基础上,利用关联规则寻找出隐藏在二进制序列中的对应关系,实现了分组码的盲识别。首先将按照一定规则排列的序列进行二分段划分,并依此构建相关事务项集,然后计算二分段项集中每项事务的支持度和置信度,在满足支持度条件下,通过遍历的方式寻找最大置信度和最少映射关系种类,达到正确识别编码的目的。由于采用了二分段划分的方法,因此极大地降低了关联规则搜索的复杂度,而且所提算法与现有识别方法相比对误码率要求不高。仿真实验验证了算法具有较高的鲁棒性和识别正确率,表明该算法具有一定的工程应用价值。     

基于INS辅助CLAMBDA与AFM的GPS/INS组合导航测姿方法

为了提高全球定位系统(global positioning system,GPS)定姿的性能及成功率,将带约束的最小二乘降相关平差法(constrained least squares ambiguity decorrelation adjustment,CLAMBDA)与模糊度函数法(ambiguity function method,AFM)两种算法相结合,同时利用惯性导航系统(inertial navigation system,INS)姿态信息进行辅助,提出了一种GPS/INS组合定姿方法。在CLAMBDA解算过程中,将INS姿态信息与GPS载波相位和码伪距联合解算浮点解,然后再进行固定解搜索,如果姿态解算错误,则用AFM算法得到的姿态角进行替换。其间,用INS姿态信息缩小AFM的搜索范围。之后,GPS/INS进行组合滤波。通过实际系统跑车实验表明,相比于原算法,该算法能有效提高GPS定姿的成功率。