时宽-波形基联合捷变的LPD通信波形

为了提升通信信号的低检测概率(low probability of detection, LPD)性能,从降低通信波形各域能量聚敛性的角度,提出时宽-波形基联合捷变(joint agility of time width and waveform bases, JATW)的波形构架。基于此构架,以切普扩频(chirp spread spectrum, CSS)和正弦扩频(sinusoidal frequency spread spectrum, SFSS)为波形基,采用变时宽(varied of time width, VTW)参数配置方法,提出基于VTW-CSS/SFSS混合波形的LPD通信波形。采用数学推导辅以数值仿真分析的方法,分析所提出波形的各域能量聚敛特征。理论分析和数值仿真结果表明,相较于CSS和SFSS,所提波形的各域能量聚敛性明显较弱, JATW的波形构架有助于提升通信波形的LPD性能。     

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。     

非周期直扩信号PN码盲估计技术

在非协作信息侦测情况下,在扩频周期内,由于非周期性直接序列扩频（direct sequence spread spectrum, DSSS）信号的扩频序列具有不可重复性,再加上扩频信号的非同步性,使得扩频码的盲估计十分困难。在信息序列不相关,且已知扩频码周期、码速率和信息速率等参数的前提下,提出一种针对非周期性DSSS信号PN(pseudo-noise)序列的盲估计方法。该方法按照信息码元宽度进行分段,利用子空间跟踪算法估计各段PN序列,结合滑动窗口方法实现盲同步,并按照一定的顺序排列拼接实现PN序列盲估计。仿真结果表明,该方法运算量小,对存储空间要求低,在低信噪比条件下可快速准确恢复PN码序列。     

雷达波形通用调制引擎设计

针对软件化雷达复杂调制波形高效灵活产生的问题，以相干处理间隔为更新周期将复杂调制脉冲串抽象描述为波形矩阵，提出一种调选分离的雷达波形产生方式，降低了上位机的计算量以及到硬件的传输延迟。在此基础上，设计了一种基于现场可编程门阵列(field programmble gate array, FPGA)的雷达波形通用调制引擎，可实现波形产生与波形样式解耦、波形优化/选用与波形产生解耦。基于商用现货(commercial off-the-shelf, COTS)的系统测试表明，通用调制引擎可灵活支持脉内任意调制、脉间波形捷变以及初相、频偏、幅度、重复间隔等脉间参数调制，为软件化雷达波形产生与灵活运用提供设计参考。     

基于复合频率编码的低截获概率波形簇设计

针对宽带正交低截获概率(low probability of intercept，LPI)雷达波形簇设计, 利用频率编码捷变和调频斜率捷变的复合波形编码技术, 在波形正交约束的基础上构造了一种复合频率编码的非线性代价目标函数, 提出了基于频率编码捷变或调频斜率捷变的复合波形簇优化设计方法。利用模式搜索算法获得了具有良好自相关和互相关旁瓣特性的宽带正交LPI波形簇。仿真结果表明, 所设计的波形能够获得低自相关旁瓣和低互相关旁瓣, 可为LPI雷达发射波形与多输入多输出雷达波形的设计提供参考。     

基于非标准Keystone变换的波形捷变雷达相参积累算法

针对波形捷变雷达相参积累问题，提出基于非标准Keystone变换(Keystone transform, KT)的波形捷变雷达相参积累算法，基本思路是利用KT消除目标距离走动，然后再利用快速傅里叶变换进行多脉冲相参积累。考虑到标准KT需要进行搜索模糊数，基于尺度估计概念，提出了无需模糊数搜索的非标准KT,其中的尺度估计环节利用梅林变换实现。同时，针对捷变波形与相参体制兼容性问题，通过对基准波形进行时间尺度操作，设计了一种线性调频捷变波形。仿真结果表明，当信噪比大于-2 dB,所提非标准KT能够解决波形捷变雷达目标距离走动校正难题；所设计捷变波形不仅与相参体制雷达具有较好的兼容性，还可以实现目标距离主瓣不展宽旁瓣抑制。     

变换域通信系统动态仿真平台设计与系统研究

变换域通信系统(TDCS)是新近提出的一种无线通信方法。与传统的通信系统相比它有两点不同。首先它是根据信道的频谱特性在变换域(频域,或时间-尺度域)进行信号波形设计,使信号避免被干扰。其次,它未采用载波调制,而是使用一个类似于噪声的基函数进行数据调制。本文详细介绍了TDCS的原理,在此基础上使用SIMULINK搭建了TDCS的动态仿真平台,并在此平台上完成了TDCS的动态仿真及系统性能分析。     

面向中频的短码直扩信号数字盲解扩算法

针对直接序列扩频(direct sequence spread spectrum, DSSS)信号盲解扩问题,现有的方法大多基于矩阵分解理论,抽取主特征向量进行解调进而恢复伪码波形。非合作接收条件下,由于伪码波形未知且信噪比极低,载波频率、相位信息往往难以精确估计。考虑非合作接收条件,伪码未同步且含有随机载波频偏,现有方法常对两倍长度的复基带分段相关矩阵进行分解,带来了极大的计算资源消耗,并且存在性能退化等问题。本文提出了一种面向中频的短码DSSS信号数字盲解扩算法,分析了载波残余对伪码波形同步的影响,并通过中频实矩阵分解重构了伪码波形,最后针对含任意载波残余的DSSS二进制相移键控(DSSS-binary phase shifted keying, DSSS-BPSK)信号,设计了完整的从波形到比特的低复杂度盲解调解扩流程。仿真结果表明,所提算法拥有更好的误码率性能以及良好的载波参数鲁棒性。     

自编码直接扩谱通信原理与机制

传统直接序列扩频(DSSS)通信由于采用固定的PN码作为扩频码,其通信安全潜在着极大威胁。介绍一种完全抛弃传统的PN码而利用当前N个信码比特作为下一个信码的扩频码码片来进行扩频调制的新的扩频——自编码直接序列扩频(SEDS)通信技术。本质上自编码扩频是一种随机直接序列扩频(RCDS),理论分析和仿真均表明在单用户AWGN信道上当信噪比大于4dB时误码性能与传统直扩通信基本相同,采用适当的纠错码技术在Pe为10-4时可获得近4dB编码增益,与传统直扩多址相比,可能有更大的多址用户数。但由于目前自编码扩频的无冗余延迟抽头结构使扩频码本质上没有严格的0/1平衡性,必然存在载波泄漏等安全隐患。最后还指出了自编码扩频通信技术的一些改进研究方向。     

对波形捷变SAR的间歇采样快/慢时间调制干扰

提出一种针对波形捷变合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）的新型干扰方法。借鉴间歇采样原理,结合快时间、慢时间调制,形成新型欺骗干扰。利用间歇采样实现在波形捷变SAR当前脉冲内及时转发,利用快时间调制实现距离向迁移,利用慢时间调制实现方位向上的多假目标。该新型干扰为实现对波形捷变SAR有效干扰提供了一种全新的途径。仿真实验验证了该干扰方法的可行性和有效性。     

新的互补序列在雷达通信一体化中的应用

雷达通信一体化能有效整合系统射频资源, 可利用射频前端同时实现目标探测和通信。针对一体化中存在的随机通信数据引起的高距离旁瓣及严重的回波遮掩性问题, 提出了一种基于离散傅里叶矩阵循环扩展的互补码构造方法, 设计了一种新的基于完全互补码的雷达通信一体化方案, 该方案采用扩频多载波信号形式。理论分析和仿真结果表明, 所提出的信号设计方式能够获得低距离旁瓣, 有效地解决近距离探测的问题, 又可以满足通信多用户传输的需求, 符合基于信号共享的雷达通信一体化设计要求。     

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。     

一种认知超宽带无线通信系统的设计与实现

从改善UWB通信系统与常规无线电系统电磁兼容性角度出发,研究一种认知M元扩频UWB通信方案. 与DS-UWB不同,依据所提方案,发送信号中M个近似正交的PN码随机出现,传输波形不存在循环周期性,信号频谱非常平滑,基本没有谐波状谱线,功率谱更类似于白噪声,隐蔽性更好,抗噪声性能更强,归一化误码特性随M的增大而改善,直至逼近香农限. 为防止带内常规无线电信号恶化系统性能,在接收机前端设计了频谱感知与干扰避免算法,理论分析与仿真实验表明所提算法可有效对抗窄带干扰对系统带来的影响,大幅提高系统性能. 该技术方案,在极低性噪比条件下的应急通信与隐蔽通信等领域有重要推广应用价值.     

Optimal design of basic pulse waveforms for THSS UWB radio systems

1.INTRODUCTION Recently,therehasbeenagreatinterestinUWBra dioforfuturehighrateshort rangewirelesscommu nications[1～4].Forhighlyresolvingmultipathand generatingUWBsignalswithrelativelylowcomplexi ty,UWBradiosystemsusuallyuseTHSSimpulse trainwithPPMtocarrydatainformation[5,6].That iswhyitissometimescalledimpulseradio(IR).The essenceofUWBradioisthatitdoesnotuseasinu soidalcarrierbutinsteadcommunicateswithaTHSS basebandsignalcomposedofsubnanosecondpulses withPPM.Thatis,UWBra…     

机载脉冲多普勒雷达湍流信号的仿真分析

为了分析湍流特性和有效地对湍流信号进行检测以及研究地杂波对湍流检测的影响,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)对湍流回波信号的风速与谱宽进行了计算,建立了相应的湍流模型,在湍流风速和谱宽的检测中引入了地杂波因素。提出了湍流信号处理的FFT方法,重新定义了湍流的风速和谱宽和最小信号检测门限以及相关变量。仿真结果表明,湍流的风速具有脉动特征,该方法能够很好地估计出湍流风场里的风速分布,无地杂波情况下的湍流回波信号的风速与谱宽要优于有地杂波情况。     

软件仿真在扩频通信系统中的应用研究

主要研究了软件仿真技术在扩频通信系统中的应用,提出了软件仿真扩频通信系统的设计思想,详细分析了重点抽样技术（Ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ） 对仿真估值扩频通信系统的误码率所起的作用。最后,本文给出了一个仿真实例。     

基于自适应抽取STFT的混合DS/FH扩频信号参数估计

针对混合DS/FH扩频信号的参数估计问题,提出了一种基于自适应抽取的STFT信号分析方法。该方法利用STFT的信道化实现,采用抽取处理实现自适应窗长时频分析,有效地解决了窗长变化带来的数据量问题,易于通信侦测接收机实现。仿真实验以BPSK_DS/FH信号为例,表明了该估计方法的有效性。     

基于GASA算法的DFCW-LFM波形设计

离散频率编码波形是一类常用的多输入多输出雷达波形,加入线性调频能够改善其自相关性能。将基于遗传算法和模拟退火的混合算法用于离散频率编码线性调频(discrete frequency coding waveform linear frequency modulation, DFCW-LFM)波形的优化设计,仿真结果表明,用该优化算法得到的信号其相关性能要优于现有方法。另外,提出了一种改进的DFCW-LFM波形设计方法。该方法在DFCW-LFM波形的基础上,对频率编码子脉冲同时进行相位编码,构成DFCW-LFM和相位编码的混合波形,并采用混合算法对其进行优化设计。仿真结果表明,和已有的DFCW-LFM波形相比,所设计混合波形的相关性能得到了进一步改善。     

基于DPSCT和频谱校正的窄带干扰CBOC信号捕获算法

针对窄带干扰环境下组合二进制偏移载波(combined binary offset carrier, CBOC)信号难以被准确捕获的问题,提出了一种基于频域双相移组合陷波器(dual phase shift combination trap, DPSCT)结合批处理、频谱校正的捕获算法。该算法首先用陷波器对任意频点的窄带干扰进行抑制,再通过批处理提高处理速度,最后针对快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)过程中扇贝损失易导致捕获概率降低的问题,提出了基于部分匹配滤波器(partially matched filter, PMF)结合相位差+单点傅里叶变换频谱校正的捕获方法。仿真结果表明,该算法对在窄带干扰抑制后波形恢复和捕获概率等方面均有良好的性能,当信干比(signal to interference ratio, SIR)为-37 dB时,该算法较未校正之前捕获概率有4 dB的提高,并有效缩短了捕获时间。