宽带无线系统直接变频方式的设计与实现

为了进一步缩小宽带无线系统的体积、减小功耗，基于软件无线电的思想和专用的射频直接变频芯片，设计并实现了物理层直接变频方案。该方案使用MAX2831芯片实现射频与基带之间的直接变换，利用FPGA实现基带信号处理和射频模块的控制。详细讨论了方案的硬件结构和软件的设计方法，通过实验验证了直接变频前端的收发性能。实验结果表明，所设计的物理屡射频前端方案能够满足宽带无线通信的直接变频功能，且结构简单，便于工业应用。     

基于信道统计特性的中继选择与功率分配算法

针对放大前传多源协同通信网络,在保证系统满足一定中断概率的前提下,以最小化系统总发射功率为目标,提出一种基于信道统计特性的中继选择与功率分配算法.由目的节点根据源节点的优先级因子,依次确定是需要直传还是选择中继进行协同前传,以及相应的源节点和中继节点的最优发射功率.该算法运算复杂度低,且无需在传输中实时更新,能节省系统开销.仿真结果表明,与直接传输和AF策略相比,该算法能有效节省传输所需要的总发射功率,且性能优于凸松弛算法,与最优穷举搜索算法相近.     

基于半盲联合信道跟踪与均衡处理的流星余迹通信接收机

针对流星余迹通信原理及信道特点, 建立了适合于流星余迹传输帧结构的信道捕获阶段及信道跟踪与均衡阶段的系统模型. 在信道捕获阶段, 利用传输帧头获取流星信道参数的初始估计矢量, 以启动后续的信道跟踪与均衡; 在信道跟踪与均衡阶段, 提出了一种基于D-PSP算法的半盲联合信道跟踪与最大似然均衡接收机, 通过采用降阶的处理方法, 有效降低联合信道跟踪与最大似然均衡的运算复杂度和存储空间, 从而使流星余迹通信自适应编码调制方式数据的最大似然接收成为可能. 文章最后给出了仿真结果和分析.     

压缩感知非凸优化超宽带信道估计方法研究

超宽带信号由于传输路径较复杂且功率谱密度较低，准确的信道估计十分重要．但是由于其带宽较宽，难以直接采样．压缩感知理论提供了一种可行的低速采样方法．目前的压缩感知超宽带信道估计方法一般采用l1范数约束的凸优化形式或无稀疏性的l2范数约束形式，对目标向量的稀疏性约束不强，而拥有最强稀疏性的l0范数又缺少有效的重构算法．针对上述问题，本文设计一种基于非凸优化算法的压缩感知超宽带信道估计方法．首先将目标函数设置成l，范数约束的非凸优化形式，然后利用凸函数较易求得极值的性质，将原非凸函数组合成为凸函数形式的目标函数，并通过每步迭代凸函数对非凸函数的逼近来求解目标函数，进而估计出原信道．由于lp范数更接近于l0范数，所以对目标向量稀疏性的约束更强．实验结果表明，所提方法相对于现有的压缩感知超宽带信道估计方法能够有效降低重构误差．     

基于二维导频的OFDM系统信道估计算法研究

提出了基于一种离散傅立叶变换与一维维纳滤波联合的信道估计算法,相比线性内插与一维维纳滤波联合的估计算法仅利用相邻导频获得导频间信道估计,该算法通过插入二维导频对数据分块,利用每个分块的接收数据进行信道估计,从而提高了信道估计的性能.与二维维纳滤波算法相比,该算法在估计性能接近的情况下,计算复杂度大大降低.     

联合状态差分检测方法及其在超宽带无线通信系统中的应用

首先提出差分编码器输入输出联合状态的概念，并设计出一种递归的网格图化简方法，实现了最大似然意义下的多符号联合差分检测．随后在此基础上，对衰落信道提出一种迭代检测结构，并将其应用于超宽带无线通信系统．仿真表明，在单位符号检测复杂度不变的前提下，检测性能可任意逼近多符号非相干差分检测的理论极限，并可有效地应用于实际通信系统中．同时它为各种类似的无记忆噪声中有限状态Markov过程的状态序列估计问题提供了一种新的解决方法．     

TD-SCDMA系统中引入阈值信噪比的信道估计

采用联合检测和智能天线等技术是TD-SCDMA移动通信系统的优势之一,但这些技术的实现必须以准确的信道估计为前提.本文探讨了适合于TD-SCDMA系统的信道估计算法,分析了一种加入阈值信噪比的信道估计算法原理.通过上行链路的模拟仿真表明,该信道估计算法的信道响应更接近理想值,有利于提高系统性能.     

激光混沌同步及其在光纤保密通信中的应用

通过耦合激光混沌同步系统和光纤传输信道, 提出光纤混沌保密通信设想; 建立了半导体激光器激光混沌反馈同步系统, 导出了同步误差和解码公式; 模拟实现了波长1.31 μm分布反馈半导体激光器的两个激光混沌系统的同步, 其同步误差几乎为零; 分析了系统参数失配、同步暂态响应、噪声影响; 提出了增加反馈系数提高同步和抗干扰的方法. 分析了光纤中的群速度色散效应和自相位调制对激光混沌信号及其同步的影响, 发现群速度色散不仅会影响脉冲的形态, 而且会影响激光混沌同步及其解码, 限制光纤混沌通信的传输距离; 而自相位调制却并不影响脉冲的形态, 但产生的非线性相移却会影响激光混沌同步及其解码, 限制光纤混沌通信系统的传输距离, 并由此导出了光纤混沌通信中的最大光功率公式; 数值模拟了远程光纤混沌保密通信的振幅调制和参数调制的应用方法.     

基于ARM的GPS接收机设计

随着GPS系统的广泛应用，作为系统用户设备部分的GPS接收机，已经成为国内外的研发热点。本介绍了一种基于ARM核的双芯片（即基带处理器＋射频前端）GPS接收机的硬件设计方案，该GPS接收机具有体积小、功耗低、集成度高的特点。     

逼近最大似然(ML)性能的降维VBLAST检测算法

在多输入多输出系统中,空分复用是一种获得系统通信容量的有效方式.BLAST(Bell-labs layered space time)是空间复用方式的典型代表.其中VBLAST应用最为广泛,它的检测算法有ML,ZF-DFE,ML-DFE等.本文在以上几种算法的基础上,讨论了信道相关性对检测性能的影响,提出了一种接近ML性能的低复杂度新算法--HPML算法.仿真表明,HPML在获取接近ML性能的同时有效的降低了算法的复杂度.     

MIMO-OFDM系统中时间-频率双选择性衰落信道的信道估计

数据的高速传输以及终端的高速移动，导致无线通信信道具有时间选择性与频率选择性两个特征，对MIMO-OFDM系统中基于导频的时间-频率双选择性衰落信道的信道估计问题进行了研究。首先，利用复指数基扩展信道模型来表示一个OFDM符号周期内双选择性衰落信道的变化；然后基于该复指数基扩展信道模型，提出了一种有效的MIMO-OFDM双选择性衰落信道的估计方法；最后在该估计算法的基础上，基于信道估计均方误差最小准则，对导频及其参数进行了优化设计，主要包括导频的个数、导频的插入位置以及导频的表达形式等，实验结果表明本文的算法在时间-频率双选择性衰落信道下具有很好的性能，并与理论分析结果相吻合。     

超宽带通信中补偿天线失真的脉冲成形方法

在超宽带通信系统中，美国联邦通信委员会发布了一个非常严格的频谱规范以限制对其他无线设备的最大允许干扰，因此一些文献提出了不同的脉冲成形方法来满足这一规范．然而大部分脉冲成形方法都忽略了天线失真的影响，而与常规通信系统相比，这种影响在超宽带系统中是不能被忽略的．基于此，文中提出了一种基于正交小波的脉冲成形方法，将天线失真的补偿和脉冲成形结合在一起进行考虑．仿真结果表明，这种新型的脉冲成形方法可以补偿天线失真，优化发射的功率谱，而且算法简单，脉冲产生器也易于实现．     

双星座空时调制

在下一代移动通信中，天线数和移动速度的增加都将导致实时信道估计难以实现．因而能避免信道估计的差分空时调制(DSTM)与酉空时调制(USTM)成为近两年通信领域的研究热点之一．提出一种提高频带利用率的调制信号设计的新思路，并从理论上导出一种新的调制方式一双星座空时调制(DCSTM)．DCSTM将USTM和DSTM有机地融合，融合后的调制可由查码表完成，复杂度低．作为DSTM和USTM的推广形式，DCSTM保持了USTM的传输可靠性和调制信号可被非相干解调的优点，并在频带利用率，调制解调复杂度，适用范围，对多速率信号的适应性等若干方面有明显提高．仿真结果证明理论分析和给出的设计是有效的．     

Rayleigh快衰落下子块正交的单载波分段频域均衡系统

本文研究了快衰落下单载波分块传输(SCBT)系统中频域线性均衡(FDLE)的方法.首先,提出了块内分段静态的信道近似模型,在此基础上推导出两正交子块的频域均衡方法,随后推导出两径情况下,两子块系统频域均衡适用的信道条件.仿真表明,在信道满足条件时,子块正交的分段频域均衡方法可以在保持单载波频域线性均衡(SC-FDLE)高效、低复杂度的同时,提高系统对抗多普勒效应的能力.     

基于节点状态的多接口多信道WMN信道分配算法

多接口多信道无线Mesh两络信道分配的目的在于提升网络容量以及保持网络连通的同时,降低干扰,增强信道负载平衡.由此,提出一种基于节点状态的信道分配方案.该方案是一种基于优先级的多项式时间贪婪混合式算法.NS2仿真结果表明,该算法不仅可以较好地解决信道负载平衡,提升网络容量,而且即使在节点接口的数量少于有效信道数量时,也能使信道得到有效的分配,保证网络的连接通畅.     

TD-SCDMA系统多业务动态信道分配算法研究

本文在分析TD-SCDMA系统无线资源管理机制的基础上,对该系统的动态信道分配算法进行研究.为了适应多业务资源管理,本文在已有的DCA研究成果基础上,提出了一种改进的共享DCA方案,根据方案流程进行了计算机仿真验证,并与移动边界方案进行对比分析,在语音业务阻塞率、数据业务掉包率和系统吞吐量等方面进行了比较.     

适用于快速衰落环境下的差分OFDM系统

为提高正交频分复用(OFDM)系统在快速衰落环境下的性能,提出了基于自消除子载波间干扰(ICI)的频域差分0FDM系统。发送端采用相邻子信道插零分配子载波,接收端通过符号旋转抵消抑制ICI。该系统在快速时变的信道和较大ICI情况下,既保证通信质量又降低了系统实现复杂度。分析和仿真结果表明:提出的方案与迭代消除ICI方案相比,可在频谱效率一样的前提下,以较低复杂度获得更低误码率。     

BLAST结构ML检测简化方法分析

MIMO无线通信系统中，BLAST结构ML检测性能优于其他检测方法，但这是以增加检测复杂度为代价的．文中提出一种ML的简化算法——RML算法，该算法使用ML和ZF联合检测，理论分析及仿真均表明，在检测性能相同的情况下，RML复杂度比ML的复杂度要低很多．     

随机发送参考的多天线系统物理层安全传输算法

文中提出基于随机发送参考的多天线系统传输算法,用于保障物理层信息安全传输.该算法将授权用户的信道分解为多个独立并行的信道,并在其中的一个信道中发送随机化的导频信息,同时对其他信道加密.由于窃听方信道与授权用户不同,很难通过自身的信道分解出独立的随机化导频信道,从而无法正常解调、还原信息.通过理论分析及算法仿真表明,随机发送参考算法可使窃听方的误码率稳定在较高水平,并且在同等发送功率的情况下性能优于现有加性人工方法.     

MIMO-OFDM系统中基于变分Bayes EM算法的联合符号检测与鲁棒Kalman信道跟踪

基于变分Bayes期望最大化VBEM(variational Bsayes expectation maximization)算法和Turbo原理,提出了快时变信道条件下MIMO-OFDM系统中的联合符号检测与信道估计算法.在VBEM框架下,信号检测和信道估计分别由修正的列表球形译码算法和软输入Kalman算法完成,检测器和估计器分别考虑了信道和检测信号的估计误差协方差矩阵.当信道时变剧烈时,存在较大检测误差的数据在软输入Kalman算法中引入异常值(outliers),由于Kalman算法对于异常值的敏感性,系统会在错误传播的影响下出现误码平台.为削弱异常值的影响,利用鲁棒统计理论设计了VBEM框架下改进的鲁棒软输入Kalman算法,该算法能在出现异常值的条件下保持较好的信道跟踪能力.仿真结果表明:在快速时变多径信道条件下,文中设计的鲁棒VBEM算法优于传统的VBEM算法和EM算法.