多用户正交多级差分混沌键控通信系统

针对传统差分混沌键控(differential chaos shift keying, DCSK)采用多电平方式传输多进制信息导致误比特率(bit error rate, BER)高的缺点,提出一种多用户正交多级DCSK(multi-user orthogonal multi-level DCSK, MOM-DCSK)通信系统。该系统将传输的多进制信息映射为不同的传输系数,多个传输系数分别乘以对应的Walsh码后调制在信息承载信号上,并且通过不同的延时传输多用户信息。在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道和多径Rayleigh衰落信道中推导了系统的理论BER公式并进行了仿真分析。结果显示，该系统在传输多进制信息时拥有较好的误码性能,并且在多用户传输领域中有较好的实际应用价值。     

一种新的多进制正交扩频通信及FPGA实现

提出将一种新的按段复合的伪随机码序列应用到多进制正交扩频通信中,该序列保持了Walsh码的同步正交性,非同步时相关特性也较理想。由于复合码的内在相似性,可以用一个匹配滤波器实现输入信号和m个本地复合序列的相关运算,大大节约了FPGA资源消耗。实验证明,在高斯白噪声信道中,该硬件系统较之具有相同扩频增益的直扩系统,误比特率更低。     

多带OFDM-UWB抗干扰改进算法与仿真

根据超宽带通信存在严重窄带干扰的特点,研究其抗干扰算法.将多载波码分多址技术与正交扩展、交织技术相结合,充分利用信道子带与子载波间的频率分集性以及扩频增益,抑制甚至消除窄带干扰对UWB系统的影响,实现系统的最优化.理论分析和仿真结果表明,这种算法无论是在大信干比还是在小信干比时都能有效抑制窄带干扰,使得系统误比特率降低1-2个数量级或者信干比改善5～l0 dB,提高了系统的抗窄带干扰能力.     

DSSS信号在低SNR下的同步捕获算法

同步捕获与信号识别是DSSS系统的关键技术。给出了一种频差与扩频码同步联合捕获的方法,提出了一种基于峰值窗口的噪声与干扰估计算法,基于此估计,在信号识别中采用了相对门限。还对该算法的虚警概率、漏检概率、误捕率性能进行了仿真,为其应用提供了依据。该方法针对二进制DSSS/MPSK系统,但同样也适用于多进制正交扩频系统。     

基于正交M元脉位调制的DIRMA接收机性能

本文分析了基于正交M元脉位调制的数字冲击无线电多址接收机性能。该接收机由M个相关器和一个判决器组成。推导了接收机在加性高斯白噪声信道下的输出信噪比公式。讨论了脉冲宽度、用户数、数据率对系统信噪比和误比特率的影响。采用超宽带冲击脉冲作为信号载体,分析了给定数据传输速率和误比特率情况下的接收机的多址性能。仿真表明:在多用户环境中,该接收机能在较低误比特率情况下提供较高数据率通信。     

非正交码移键控和码索引调制算法

针对正交码移键控(code shift keying, CSK)误比特率(bit error rate, BER)性能下降和非正交码索引调制(non-orthogonal-code index modulation, N-CIM)未能充分利用扩频码自相关性的不足,提出一种非正交CSK和码索引调制(non-orthogonal-CSK-code index modulation, N-CSK-CIM)算法。发送端信息比特分为调制比特和扩频码映射比特；调制比特用来进行符号调制，映射比特映射为扩频码的索引和码相位索引。首先根据调制比特进行符号调制，然后利用映射比特映射的扩频码索引选择同一原始扩频码，并根据码相位索引进行码移键控产生新的扩频码，调制后的符号实部与虚部分别用这一新的扩频码进行扩频。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道和瑞利衰落信道中,相同信噪比时, N-CSK-CIM算法的BER性能优于N-CIM算法和正交CSK算法。     

基于正交信道的双M-ary扩频通信方案

针对传统系统中伪码资源缺乏以及同步实现较困难等方面的问题,提出一种新的双M-ary扩频通信系统方案,该系统采用两条正交支路传输信息,其中在同相支路上采用M-ary双正交扩频调制,在正交支路上采用CPSK扩频调制。该方案能够利用信息自身扩频调制准确实现同步,不需要额外提供同步资源。仿真结果表明,它与传统M-ary扩频方案性能相一致,但在传输比特信息时,它只需约四分之一的传统M-ary扩频的条数,有效地节省了扩频码资源。     

MB-OFDM超宽带技术的抗干扰性能研究

首先建立MB-OFDM信号系统仿真模型,将信号分为3个子带,采用卷积编码与未加编码交织时,在标准的IEEE802.15UWB信道模型下,通过仿真获得误比特率性能,结果验证了系统模型的正确性;然后对MB-OFDM信号在单音干扰、多音干扰和部分频带干扰条件下进行了性能仿真。仿真结果表明:卷积编码交织后的系统性能在多数情况下较未编码交织时的性能要好;编码码率越低,MB-OFDM信号的误比特率性能就越强;并且MB-OFDM信号抗单音干扰的能力最强。     

基于BICM-ID的多址接入协同中继系统的性能研究

为了提高联合网络编码调制在多址接入中继系统的上行链路衰落信道下的性能,提出了在中继节点处使用卷积码与16进制正交幅度调制改进集分割映射星座映射方式相匹配的联合编码调制方式,并在基站处设计了相应的迭代译码解调方案。通过衰落信道下系统误比特率的性能渐近限和外信息转移图的分析,证明了在衰落信道下,改进集分割映射在卷积码迭代译码方案下优于传统格雷映射方式。软件仿真结果也证明了在瑞利衰落信道下,改进集分割映射相对于传统格雷映射方法在误码率为10^-5时获得了4 dB的显著性能增益。     

无信号内干扰的MAMU-CDSK混沌通信系统

针对相关延迟键控(correlation delay shift keying, CDSK)系统误码性能差的缺点,提出无信号内干扰的多进制多用户CDSK(multiple ary multiple user CDSK with no intra signal interference, NISI-MAMU-CDSK)混沌通信系统。该系统能够传输多个用户的数据信息,并将各个用户的数据信息由二进制码元经分组后映射为多进制码元,同时通过编码一组相互正交的Walsh码序列来代替CDSK系统的延迟结构,使得解调时能够消除信号内干扰。推导了在加性高斯白噪声信道和Rayleigh衰落信道中的误码率公式并进行了蒙特卡罗仿真实验。理论分析与仿真结果表明:NISI-MAMU-CDSK系统有效提高了误码性能和传输速率,在混沌通信领域有很好的实际应用价值。     

正交频分复用循环移位扩频水声通信

针对常规直接序列扩频水声通信数据传输速率低及M元扩频水声通信接收机复杂度高的问题,提出了一种正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)技术和循环移位键控(cyclic shift keying, CSK)技术相结合的调制方式,该调制能很大程度地提高系统的带宽使用率。从理论上对该方法在高斯白噪声信道条件下的误码率进行了分析。同时,采用Chu序列作为扩频序列,通过理论推导得出其峰均功率比(peak to average power ratio,PAPR)的上限为3dB。利用实际湖试测量得到的多径信道模型,与DSSS-OFDM方法进行了误码率性能的分析比较。结果表明,新提出的方法具有很好的抗多径性能,且具有带宽利用率高、复杂度低的特点,适用于中、远程及多用户水声通信。     

MIMO模型下的多元混合调制DCSK方案

为了提升多输入多输出差分混沌移位键控(multiple input multiple output difference chaotic shift keying, MIMO-DCSK)系统的误码性能, 提出一种多元混合调制MIMO-DCSK方案(M-ary hybrid modulation MIMO-DCSK, MHM-MIMO-DCSK)。首先，将一帧的多元信息拆分, 分别通过混沌扩频码和索引码进行调制, 以实现高效的传输。其次，接收端利用混沌序列的类正交特性消除多天线干扰和多路干扰。最后将多天线的相关运算结果等增益合并, 最终在不需要信道状态信息的前提下获取多径多输入多输出系统的全分集增益。仿真结果表明，所提MHM-MIMO-DCSK比现有的多元MIMO-DCSK拥有更好的误码性能, 尤其是在高阶调制情况下性能提升更明显。     

基于小波包的M元多载波扩频系统研究

将小波包理论与M元扩频技术相结合,提出基于小波包的M元多载波扩频系统可以在有限带宽内取得更高的信息传输速率。同时,由于小波包函数的优良性质,该系统可以很好地克服多径信道对性能的影响。仿真结果表明,与基于DFT的M元多载波扩频系统相比,在多径信道下,该系统有较大的性能优势。     

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。     

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。     

对GPS接收机多音干扰参数优化设置及效能分析

在对多音干扰信号建模及优势分析的基础上,以干扰等效载噪比(carrier-to-noise ratio,CNR)作为干扰效果评估指标,根据全球定位系统C/A码、P(Y)码和M码信号频谱特点,推导分析得到对3种伪码信号的多音干扰音调位置设置方法。考虑频域滤波影响,仿真分析得出对3种伪码信号的多音干扰音调数量统一确定原则。仿真结果表明,同等干信比下,参数优化设置后的多音干扰效能要优于匹配谱和带限高斯噪声,其造成3种伪码信号载波锁相环失锁所需最小干扰功率分别为-120 dBW、-108 dBW和-104 dBW,低于匹配谱的-115 dBW、-106 dBW和-102 dBW以及带限高斯噪声的-113 dBW、-105 dBW和-101 dBW。     

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。