基于OFDM可见光通信系统发送器研究

为提高可见光通信系统的传输速率, 利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制技术, 设计并实现了基于DSP(Digital Signal Process)处理器的可见光通信系统发送器。硬件系统主要由DSP电气平台、 D/A(Digital/Analog)转换电路与Bias-tee/LED(Light Emitting Devices)驱动电路构成。软件系统采用16PSK调制方式对OFDM子信道进行编码, 以增强系统的抗噪声能力, 使之不易受信道特性变化的影响。实验结果表明, 该发送器可实现OFDM数据帧发送, 在调制方式为16PSK、 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)计算为16阶基2快速傅里叶变换算法时, 发送端的有效数据传输速率为18 kbit/s。负载阻值越大, 发光二极管驱动电路OFDM输出信号的波形失真越小。将OFDM技术移植到可见光通信系统的研发中, 不仅能提高系统的数据传输速率, 同时还能有效抑制因信道衰落和延迟而引起的符号间干扰(ISI: Inter-Symbol Interference)及载波间干扰（ICI: Inter-Carrier Interference）。     

迭代时反和自适应均衡联合的FMT水声通信

针对现有的滤波多音调制(FMT)水声通信需要使用较长的自适应均衡器来抑制水声信道中严重的多途效应引起的码间干扰这一问题,提出了迭代时反和自适应均衡联合的FMT水声通信方法.首先利用迭代方法构造的时反滤波器对解调后的各子载波信号进行滤波处理,然后利用自适应均衡器抑制残余的码间干扰.仿真分析和试验结果表明:由于迭代方法构造的时反滤波器可以显著压缩信道中的多途扩展,因此与仅使用自适应均衡的FMT水声通信方法及传统时反和自适应均衡联合处理的FMT水声通信方法相比,可以有效降低自适应均衡器的复杂度,并且通信性能更优.     

最小二乘支持向量机在信道均衡中的应用

为抵消信道时变多径传播特性引起的码间干扰、准确地识别数字通信系统中的发送信号,满足信道均衡的实时性要求,采用最小二乘支持向量机回归算法对信道进行均衡。首先,分析了最小二乘支持向量机算法应用于信道均衡的机理,与传统的信道均衡方法相比,该算法无需对信道进行估计可直接得到均衡器的参数。其次,与ε-支持向量机算法进行比较,最小二乘支持向量机均衡性能不减,时间复杂度大大降低,可以更好的满足信道更新的实时性要求。同时探讨了2种改善低信噪比下信道均衡性能的方法。结果表明:对于信道环境复杂的通信系统,利用最小二乘支持向量机的非线性均衡速度快、效果良好。在低信噪比情况下,可以通过增加训练序列长度和利用非线性核函数来改善信道均衡的性能。     

大规模MIMO网络中基于时间反演的预编码技术

针对大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)网络中随基站天线数目与用户终端数目增多而引发的用户间干扰(inter user interference,IUI)问题,提出一种面向大规模MIMO的时间反演(time reversal,TR)预编码抗干扰技术。该方法在MIMO系统中先后历经信道探测、多径信道建模、干扰信道分析以及信道预编码矩阵设计,实现时间反演预编码信号在多径信道中IUI抑制传输,一方面在时间反演技术基础上进行信道优化,利用时间反演技术的时空聚焦性实现能量聚焦;另一方面利用迫零预编码技术降低大规模MIMO系统中用户间干扰与共道干扰。MATLAB仿真结果验证了基站天线数目、用户端终端数目对于大规模MIMO系统性能的影响,结果证明,时间反演预编码抗干扰技术可以使平均误比特率减小,并显著提高信干噪比和大规模MIMO系统的可达速率。     

采用ACO-OFDM调制新型可见光-射频识别标签系统

针对电磁波通信的传统射频识别标签系统有辐射,稳定性差的问题,提出一种采用非均匀限幅光正交频分复用调制(asymmetrically clipped optical-orthogonal frequency division multiplexing,ACO-OFDM)终端为数字标签的可见光通信系统。该系统将ACO-OFDM调制技术与可见光通信系统结合,对终端标签完成读写操作。为了提高可见光通信的稳定性,采用了ACO-OFDM调制提高了可见光信道的带宽利用率并且有效抵抗了信道间干扰,增强了可见光信道的稳定性。按照系统的设计分层,依次对终端标签芯片、调制解调、光发射机、接收机进行介绍。其中,终端标签芯片以及发射机,接收机电路基于UMC18 CMOS工艺流片,调制解调模块基于FPGA设计。仿真结果表明,该可见光射频识别标签系统的数字部分和模拟部分均能正常工作,实现了可见光对终端标签进行读写。     

MSK系统中迭代相位同步补偿方法

针对高斯信道中基带信号相位偏移的同步问题,将具有极好香农限的LDPC码和迭代调制算法引入相位同步系统中,提出了一种迭代相位同步补偿方法.其核心思想是在m序列作为同步码字的基础上,采用不同的交织和译码算法,在接收端通过预先给定的同步参考门限,进行反馈相位补偿,并且可以针对不同的信道情况,进行加权和解调数据调整,以满足不同...     

FBMC/OQAM系统基于前导码相关的信道估计改进方法

滤波器组多载波/正交幅度调制(FBMC/OQAM)作为未来通信系统多载波调制候选方案,具有高频谱效率和极低的带外失真,但在实际应用中存在固有干扰,会严重恶化信道估计的性能.提出了一种改进的基于前导码的信道估计方法,此方法降低了前导码功率,提高了信号的时间效率.在此基础上,通过利用相邻子载波间相关性来进一步提高信道估计性能,因此,采用了具有相邻K个子载波之间相关性的信道估计方法.仿真结果表明:与传统方法相比,提出的改进信道估计算法具有较低的前导码功率和较好的BER性能.     

离散多载波调制中信道的非均匀分割

离散多载波调制中需要将整个信道分成若干子信道。根据信道幅频特性的变化在不同频段有很大差异,提出了一种非均匀信道分割的方法,能使子信道数减少,子信道间能量的泄漏减少,子信道间的干扰相应减少,同时降低了调制时的计算复杂度。实验证明即使在比较少的子信道情况下,不影响系统的传输速率。     

一种大多普勒容限的伪码调相连续波雷达

针对伪码调相雷达信号的多普勒敏感性,构建了一种基于m序列移位相乘特性的伪码调相连续波雷达系统.该系统通过对正交化后的目标回波信号进行延时交叉相乘求差处理,其多普勒容限可达子码重复频率的一半,因此可以有效应用于高速超高速目标的搜索和跟踪.由于脉压输出为频域的幅度调制信号,静止和低速目标干扰也能得到有效抑制,故该系统还兼具动目标检测功能.该文给出了雷达系统框图及实现方法,并进行了理论分析和系统仿真,展望了其工程价值.     

基于信号盲分离的通信信道干扰抑制算法

针对移动通信双向传输过程中一直存在的抗干扰性能差的问题。提出基于窄带信号盲分离的移动通信信道干扰抑制算法。构建移动通信基站信道的安全承载模型和移动网络基站路由节点数据分配模型,进行信道干扰分析,通过阈值对优先级进行判断,保证OBS网络中偏射路由节点数据的服务质量,构建单通道窄带信号检测模型,设计单通道窄带处理器,实现对窄带信号的盲分离,降低了网络突发冲突阻塞概率与丢包率,基于时延-多普勒域的稀疏性特征计算动态反馈线性非线性抗干扰信道的时域脉冲响应,得到移动通信信道均衡和特征配准结果,实现非线性抗干扰滤波。实验结果表明,改进算法能有效实现干扰抑制和滤波,提高通信信号的输出信噪比。     

短距离室外可见光数字传输系统研究

提出一种基于白光LED的短距离室外可见光数字传输系统,分析可见光室外通信信道特性及影响因素,采用恒流驱动电路实现亮度调节保证LED照度与通信稳定性,利用切换电路实现照明通信间切换,采用差分曼彻斯特编码来避免通信过程LED闪烁和保证光信号接收,并进行光路设计便于光路处理和干扰抑制。实验结果表明,系统实现了45 m室外可见光上无差错数字信号传输,工作稳定可靠且抗干扰能力强,为进一步研究室外可见光通信技术提供一定参考。     

基于DSSS-LFM-FRFT的ZigBee网络中抗RFID干扰研究

针对传统解决ZigBee/RFID(radio frequency identification)2种设备的信号同频干扰问题,采用信道调度算法存在频谱资源利用率低、通信效率低等问题,量化分析了两者信号冲突成因,并提出了基于直接序列扩频再线性调频的分数阶傅里叶变换自适应抗干扰方法(direct sequence spread spectrum-linear frequency modulation-fractional Fourier transform,DSSS-LFM-FRFT)。该方法将传统的ZigBee直接序列扩频技术进行改进,当系统检测到信号干扰时,在接收机解扩之前进行干扰抑制,通过线性调频再扩频技术展宽ZigBee信道信号频谱,接收机前端利用分数阶傅里叶变换滤除掉干扰信号之后再进行分数阶傅里叶逆变换,通过解扩还原信号。实验结果表明,该方法与传统DSSS比较,不仅提高了系统的抗干扰能力,还降低了误码率,实现了ZigBee/RFID共存时高效率通信,提高了无线网络频谱资源利用率。     

CFBM-MC-CDMA通信系统下行链路的性能分析

提出了一种基于复数滤波器组调制的多载波码分多址(CFBM-MC-CDMA)通信系统模型,并在理论上分析了系统下行链路采用等增益合并和最大比合并2种检测方法时在瑞利多径衰落信道下的性能,系统采用等增益合并时的性能优于采用最大比合并时的性能.系统由于采用优化复数滤波器组调制,子载波频谱边沿衰落比较陡,相邻子载波频谱重叠比较少,等效于加入频率保护间隔,不需要传统系统采用的时间保护间隔.仿真结果表明所提出的系统具有较低的信道间干扰和较强的抗多径干扰和窄带干扰的鲁棒性,其低信噪比时的性能明显好于传统的基于DFT变换的MC-CDMA系统的性能.     

强干扰环境下通信传输信号多路同步采集系统设计

随着多路同步采集技术在各领域的广泛应用,能够快速完成对多路信号的同步采集,成为信号采集技术重点研究的课题。目前,在强干扰环境下,传统信号采集系统存在着多路信号采集不同步、灵敏度低、抗干扰能力差的缺点,为了提高通信传输信号的采集性能,设计了强干扰环境下通信传输信号多路同步采集系统。首先,设计了强干扰环境下通信传输信号多路同步采集系统硬件结构;并详细介绍了主要的硬件的设计过程。其次,进行了通信传输信号多路同步采集系统软件设计,对软件开发及编程进行设计并分析。经实验验证,所设计系统在强干扰环境下,信号采集灵敏度较高,对多路信号采集同步性好;并具有很强的抗干扰能力。     

An Anti-Interference Chaotic Scheme for Cognitive Radio

Chaotic sequence has been applied in Cognitive Radio(CR) to exert the enormous potential spectral utilization and enhance the transmission security. However, since there is not strict orthogonality between chaotic signals, intra-signal interference(ISI) will be introduced into the demodulation. Here, an anti-interference orthogonal-frequency-division-multiplexing(OFDM) chaotic modulation named Walsh-sequence chaotic CR(WS-CCR) is proposed for cognitive radio. By constructing the strictly orthogonal chaotic signal based on Walsh sequence, the ISI component, which is produced by frequency offset in previous CR, can be eliminated during the demodulation. Moreover, the chaotic sequence can also be applied to scramble subcarriers to relieve the interference caused by malicious attacks. Gaussian approximation method is adopted to obtain the exact performance analysis of WS-CCR over Additive White Gaussian Noise(AWGN) channel and Rayleigh multipath fading channel. Results show that, with subcarriers scrambling by chaotic sequence, anti-interference performance and transmitting security can be signi?cantly improved in WS-CCR. Importantly, due to the absence of ISI component, the bit-error ratio(BER) performance of WS-CCR is better than that of the previous CR system.     

支持向量机在数字信号调制识别系统中的应用

在非合作通信系统中，需要在非理想化的信道特性下对接收信号进行调制样式的自动识别．使用了一种以支持向量机作为分类器的方法进行数字信号调制样式的识别．实验结果表明，该调制识别方法在小样本下具有较高的识别率，可以应用在数字信号的调制识别系统中．     

多天线通信系统抗干扰算法的比较研究

多天线可以提高通信系统容量和频谱效率,从而提升传输速率和改善通信质量。将自适应波束形成中的MVDR算法应用于多天线通信系统,对干扰信号进行抑制。与之对比,采用盲源分离中的Fast ICA算法对干扰信号和期望信号进行分离,同样达到了抗干扰的效果。通过仿真比较了阵列误差和信噪比对这两种算法抗干扰性能的影响。分析了性能差异的产生原因,在此基础上给出了两种算法的适用条件和应用建议。     

数字喷泉技术在跳频通信中抗干扰性能研究

为提高跳频抗干扰性能,提出将Raptor码作为前向纠错码应用于跳频通信系统,其中Raptor码采用码率为0.95的规则LDPC码作为预编码,再级联LT码来实现.通过Matlab建模仿真实验,分析了跳频通信系统对抗宽带干扰以及部分频带干扰的性能.结果表明,宽带干扰环境下,在比特信干比为2.5dB时可以使误比特率低于10-3,得到17.6dB的性能提升;部分频带干扰环境下,在比特信干比为1.0dB时,可以将系统误比特率降低到10-3以下,得到16.8dB以上的性能提升.因此,用Raptor码作为跳频通信前向纠错码是可行的.     

数字航空通信系统中DME干扰信号抑制技术研究

研究了L波段中常见的测距器(Distance Measure Equipment,DME)信号,为了抑制该信号,提高L波段数字航空通信系统1型(L-DACS1)的抗干扰性能。提出了通过对超出特定门限的接收信号乘以相应的衰减因子的方法,达到抑制干扰的目的;同时也能够提高系统的输出信噪比。最后通过仿真验证了该算法可以有效地提高L-DACS1的抗干扰性能。