基于直扩超声波宽带人体通信多点接入的自适应速率调整

体域网是远程医疗和健康监护的重要环节，现有研究多采用电磁波传输。相比之下，人体软组织中超声波传播衰减小，产生的热量少，比电磁波传输距离远且致病风险低，利用超声波实现人体范围的通信和组网具有一定优势。现有的超声波宽带通信多采用超短脉冲减少多径交叠及其带来的干扰，结合直接序列扩频技术可以共享信道实现多点接入。但是，增加通信数量带来的干扰使目标通信链路接收节点的信噪比降低，采用固定帧长与码长无法保证通信可靠性。文中针对多点接入的场景，对节点的通信速率进行数学建模，研究竞争与合作两种场景下的自适应速率调整方法，利用凸优化理论的拉格朗日乘数法推导了帧长和码长的闭式解，在多点通信中动态改变帧长和码长实现速率调整。仿真结果表明，文中方法随着通信链路数及其干扰变化可实现自适应速率调整，其中，基于协商对策论的合作方案可以平衡不同节点的通信速率，获得更好的网络性能，基于速率最大的竞争方案有助于提高目标通信链路的有效通信速率，实际应用中需根据应用场景进行选择。     

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。     

岸船通信的抗干扰和保持通信时间预测研究

岸船通信面临着介质对高频电磁波( HF: High Frequency Electromagnetic Wave) 的吸收损耗、海面湍流对电磁波的散射、海面物体对电磁波的反射产生的多径信号干扰的问题。针对岸船通信通信传输信道的特点,建立其信道传输模型,求解出信道的单位冲激响应,提出了在岸船通信中接收机基于双调角器抗多径干扰的方法。该方法能有效地利用多径信号的能量,不需提高发射机功率即能提高通信质量,抗多径效果好且容易实现。建立高频电磁波电离层反射模型,使用解三角形算法研究了岸船通信能保持通信的时间,便于完善通信协议,提高通信质量。仿真结果表明,该方法白天最长能保持4． 5 h 通信,夜晚最长能保持7． 5 h 通信。     

基于LDPC码的扩频水声通信系统的性能研究

水声通信系统的性能主要受到多径干扰和海洋噪声等因素的影响,LDPC码是一种性能优异的纠错码,将其与可以有效抑制多径干扰的扩频技术相结合便可以在很大程度上提高水声通信的质量.通过对水声信道的分析和建模,提出了一种LDPC+DSSS+BPSK的系统方案,经对比验证该方案可以抑制多径干扰,并提高系统的误码率性能.     

混合采用被动时反及RAKE接收的扩频水声通信方案

在多径水声信道条件下,时间反转和RAKE接收机技术是直接序列扩频通信系统利用多径能量提高通信性能的2种常用方法,但在实际环境中信道多径结构、信噪比等因素影响着时间反转技术和RAKE接收机技术的性能.针对这个问题,分析了时间反转技术和RAKE接收机抑制多径干扰的不同机制,并提出一种通过混合使用被动时反与RAKE接收来结合两者优点的扩频水声通信新方案.该方案在不同信道结构及信噪比条件下可优化选择合适的多径抑制手段从而提高系统稳健性.湖试实验表明:在高信噪比下,时间反转可利用高质量的探针信息对多径进行聚焦,在低信噪比下则通过RAKE接收机重组多径能量,从而更好地抑制多径,克服码间干扰,提高通信系统的稳健性.     

多径信道下FTN技术的性能分析

超奈奎斯特技术(FTN)通过发送端传输更高速率的非正交信号,在传输时不可避免地引入符号间干扰,因此处理系统中的符号间干扰是一个重要研究课题.在实际通信场景中,经常会存在多径衰落.FTN技术在多径信道中会面临更大的挑战,除了自身波形之间的干扰外,还有多径造成的干扰.文中研究了 FTN技术在时域多径信道下的性能,推导了多径...     

瑞利衰落信道下扩频通信系统抗多径干扰性能研究

在一种新的实用瑞利衰落信道下,存在加性高斯白噪声,对直接序列扩频(DSSS)通信系统抑制码片内、外多径干扰的能力进行理论分析与计算机仿真。证实扩频通信系统在多径瑞利衰落信道中传输时能有效地克服多径衰落;在多径衰落信道较强的条件下,与提高扩频增益相比,增加扩频码的码长对于提高移动通信系统的抗多径衰落性能更加有效,但是扩频增益并非越高越好,需合理选取。     

无线网络中基于信道速率的MAC性能优化

目前多种无线传输标准均支持多速率的数据传送,但多速率调整机制没有考虑物理载波侦听范围的影响.为比,文中分析了无线网络的干扰模型和空间复用,提出了一种通过调整发射功率间接改变物理载波侦听范围的自适应速率调整算法(PRA).该算法利用通信节点对之间的距离估算信道速率,可使节点在通信过程中自动调整到较高的信道速率和合适的发射功率范围.仿真结果表明,该算法提高了网络吞吐量,降低了功耗,同时改善了公平性.     

OFDM技术在802.11a WLAN中的应用研究

OFDM(正交频分复用)即多载波宽带数字调制技术,它能够有效地解决传输中产生的多径干扰以及消除码间串扰,可以提供54 Mbps的数据传输速率,具备频谱利用率高、信道均衡技术简单、信号调制解调易实现、纠错能力强等优点。OFDM技术的应用使得WLAN技术得到了更进一步的发展。利用MATLAB为开发平台,设计了OFDM仿真系统,实现OFDM系统各个基本环节的仿真算法,通过仿真结果对比分析可知,OFDM技术要比一般的单载波调制技术具有更强的抗多径干扰的能力,在无线局域网中具有较大的应用前景。     

水声扩频通信系统的传输误码率研究

扩频通信技术具有较好的抗干扰和抗多径的能力,而水声通信信道具有噪声干扰大、多径效应强的特点,因此扩频通信技术在水声通信中占有非常重要的地位。本文首先分析水声扩频通信系统中不同类型噪声对系统的影响,以及特定类型噪声影响下,采用不同扩频码速率对系统性能的影响;然后用MATLAB仿真工具,对上述分析结果进行仿真验证。最后得出的结论为:在各类水声信道下,用扩频通信系统传输信号,采用不同的扩频码速率将会对通信性能产生不同的影响。     

基于ITS模型的短波宽带移动信道建模与仿真

短波宽带移动信道模型是远程机动平台移动通信系统性能分析评估的基础,现有短波宽带信道模型不能有效表征机动平台移动信道快时变多普勒效应,难以适应机动平台短波移动通信需要。鉴于此,在分析机动平台行为模式与信道时变多普勒效应的映射关系基础上,推导出了机动平台移动信道冲激响应表达式,基于ITS(international telecommunication society)模型提出了一种适用于固定与机动不同场景、不同传播模式、宽窄带融合的短波通信信道模型。利用信道冲激响应与信道散射函数从时域色散、频域色散两个维度对本文信道模型的有效性进行了验证。结果表明,该信道模型能够基于机动平台运动轨迹实现时变多普勒效应传播复现与信道模拟;也能在运动轨迹未知情况下,基于飞行器种类、机动频率等先验信息,实现具有各态历经性的机动平台短波宽带信道仿真,对机动平台短波移动通信系统效能评估有重要意义。     

宽带OFDM的窄带干扰消除器

短波宽带OFDM系统极易受到拥挤频段上的窄带干扰。基于Nillsson的宽带OFDM系统，设计了衰落信道低信噪比条件下的窄带干扰消除器。分析了低信噪比时门限的选取和噪声功率的估计问题，提出了自适应门限干扰消除器和部分子带消除器。仿真表明，多径低信噪比条件下，提出的自适应门限干扰消除器能有效抑制窄带干扰，部分子带消除器对窄带干扰消除性能更好。     

高阶调制OFDM的联合似然估计算法

为了估计定时误差、残留频偏和相位噪声干扰,以降低高阶调制的正交频分复用(OFDM)系统中的误码平台,提出一种基于联合似然的估计算法。该算法通过最大化信道冲激响应与这些干扰间的联合似然函数值,分步获得了定时误差、残留频偏、相位噪声以及信道冲激响应的估计值。仿真结果表明,与已有联合估计算法相比,该算法可准确估计信道响应,有效抑制解调输出中的非Gauss干扰,将解调输出的误码平台降低近一个数量级。该方法可有效应用于提高高阶调制OFDM系统的性能。     

基于多子波包变换的码分多址方式

提出了一种基于多子波包变换的直接序列码分多址(DS-CDMA)方式,结合异步传输和多径信道,进行了理论分析.仿真实验结果表明,该方式对抑制异步传输和多径延时带来的多址干扰是有效的.     

V-BLAST OFDM系统的信道估计方法

下一代宽带无线通信系统的核心技术MIMO-OFDM(Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing)能显著提高系统的容量,但要获得该技术所带来的性能优势,快速、准确的信道估计是关键。为降低V-BLAST OFDM(Vertical-Bell Laboratory Layered Space-Time Orthogonal Frequency Division Multi-plexing)系统中信道估计的运算复杂度和提高估计精度,提出了一种基于CAZAC(Constant Amplitude ZeroAuto Correlation)序列的信道估计方法。该方法避免了矩阵求逆运算,利用该序列良好的自相关性,通过相关运算可消除多发送天线信号间及多径信号间的相互干扰,并且明显抑制了噪声对估计性能的影响,使信道估计的性能得以显著提高。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法无需多径时延估计,较已知功率时延谱与未知功率时延谱的传统信道估计算法,可分别获得约1 dB和2 dB的性能增益。     

基于KF和虚拟技术的最优盲水声信道均衡算法

为了准确估计水声信道的多途数和多途时延,将虚拟技术和卡尔曼滤波(KF)盲自适应算法相结合,提出基于虚拟技术和KF的盲自适应水声信道均衡算法.采用虚拟技术将多途干扰和系统电噪声虚拟成环境噪声,基于最小均方误差(MMSE)准则下KF的最优估计特性,实现水声数据传输在信道环节的最优盲估计.短途水声通信试验(收发节点水平距离14 m,载波频率10 kHz,采样频率100 kHz,码元速率64.5 bit/s)和长途水声通信试验(收发节点水平距离5 km,载波频率6 kHz,采样频率48 kHz,码元速率11.8 bit/s)结果验证了所提算法的有效性.     

基于OFDM的低压电力线通信系统仿真分析

本文使用MATLAB6.5作为仿真工具,在MATLAB/Simulink下建立了基于OFDM的电力线通信系统仿真模型并进行仿真分析。仿真结果表明：在电力线这种通信媒质中,采用OFDM调制技术能有效克服电力线信道传输的频率选择衰落特性和增强系统的抗多径干扰性能。     

高阶调制OFDM的联合似然估计算法

为了估计定时误差、残留频偏和相位噪声干扰,以降低高阶调制的正交频分复用(OFDM)系统中的误码平台,提出一种基于联合似然的估计算法。该算法通过最大化信道冲激响应与这些干扰间的联合似然函数值,分步获得了定时误差、残留频偏、相位噪声以及信道冲激响应的估计值。仿真结果表明,与已有联合估计算法相比,该算法可准确估计信道响应,有效抑制解调输出中的非Gauss干扰,将解调输出的误码平台降低近一个数量级。该方法可有效应用于提高高阶调制OFDM系统的性能。     

超宽带体域网信道测量及传输特性分析

随着通信技术的发展,高速的近距离超宽带无线体域网受到越来越多的重视。该文采用基于频域的无线信道测量平台,对3～5GHz频率范围的人体范围无线宽带信道进行测量,其中测量环境分为办公室和静室环境,人体模型包括3种不同体型;获得的测量数据通过统计建模,得到了路径损耗模型和功率群延迟模型。对标准模型与本文模型的仿真结果进行比较表明:该模型在平均附加时延、均方根时延扩展、峰值20dB内多径数目等方面更加符合实测数据。     

基于置信度的抑制信道估计中噪声的方法

无线信道中的噪声会造成信道冲激响应的估计误差,降低系统性能。为了有效降低噪声对信道估计结果的影响,提出了一种基于信道冲激响应估计中噪声分布特性的置信度方案。该方案根据信道估计结果的多帧统计特性计算每个采样点的置信度,并根据置信度对信道估计结果中的多径与噪声进行区分,然后对噪声进行有效地抑制。分析和仿真结果表明,该方法能够降低信道估计的误差。在双PN序列填充的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)系统中,其误符号率较传统的信道估计算法在静态和时变信道下均有一定的性能改善,同时该算法也大大降低了硬件实现的复杂度。