基于傅里叶变换的非正弦时域正交调制系统实现方法

针对基于椭圆球面波函数(PSWF)的非正弦时域正交调制系统在硬件实现时遇到的PSWF实时产生困难、系统实现复杂度高等问题,从PSWF的傅里叶级数展开形式出发,分析研究了其正余弦展开形式及展开项系数与脉冲信号能量和脉冲间正交性的关系.在此基础上,理论推导了基于离散傅里叶逆变换(IDFT)的非正弦时域正交调制方法和基于离散傅里叶变换(DFT)的解调方法,并给出了基于快速傅里叶(逆)变换(FFTIFFT)的调制和解调方法.该方法将成熟的傅里叶变换技术运用到非正弦系统的实现上,建立了非正弦系统实现与离散傅里叶(逆)变换之间的联系,为非正弦系统的研究提供了一种新思路.     

基于零阶椭圆球面波信号的连续相位调制及性能分析

连续相位调制技术在卫星通信、深空探测、遥感遥测等航空航天领域具有重要应用, 连续相位调制信号的性能通常取决于其基带调频脉冲信号。零阶椭圆球面波信号是时频域高能量聚集性信号, 且该信号的时间带宽积可以灵活控制。结合连续相位调制原理, 探索性地将零阶椭圆球面波信号应用于连续相位调制, 与现有主要连续相位调制信号性能进行了对比分析。结果表明, 与基于矩形脉冲、升余弦脉冲的连续相位调制最小频移键控信号、正弦频移键控信号相比, 该方法所得调制信号的功率谱带外衰减和高频滚降可以更快, 在含99.9%信号功率带宽条件下, 系统频带利用率可分别提升13%和16%, 且在全响应条件下系统的误比特率性能较好。     

一种并行两箱预失真方法

针对基于记忆多项式的预失真方法相关矩阵条件数和复杂度随着阶数的升高而急剧增加,数值计算复杂且失稳的问题,提出一种并行两箱预失真方法,采用非迭代查询表和正交记忆多项式两个并行模块,分别补偿功放高阶非线性失真和低阶记忆非线性失真.两个模块相互补充,预失真精度高,只须对低阶正交记忆多项式系数进行迭代求解,复杂度低.通过仿真验证了该方法对非正弦时域正交调制信号的有效性,并与基于传统多项式的预失真方法以及查询表级联多项式预失真方法进行了比较.仿真结果表明:所提预失真方法收敛速度快,复杂度低,均方误差较传统记忆多项式预失真降低19dB,较级联预失真降低4dB,功率谱和误比特率性能接近原调制信号,均优于其余两种方法.     

多载波PSWFs-CPM联合调制信号设计与分析

连续相位调制(continuous phase modulation, CPM)信号具有恒包络、较高功率效率等优势, 基于椭圆球面波函数(prolate spheroidal wave functions, PSWFs)信号多载波调制解调系统具有较高频带利用率。结合CPM技术和基于PSWFs信号的多载波调制方法, 提出一种基于PSWFs信号的多载波调制与CPM联合调制信号(multi-carriers modulation based on PSWFs with CPM，MCM-PSWFs-CPM)模型, 对该信号的功率谱特性、峰均功率比、误码率性能等进行了分析。仿真结果表明, 相比现有基于PSWFs的多载波调制解调系统, 该模型所得信号功率谱带外衰减可以相对较快, 当载波数为64、互补累计分布函数(complementary cumulative distribution function, CCDF)为10^-3时, 可有效降低峰均功率比值约2.70 dB, 采用多符号周期检测方法, 可以获得较好的解调增益, 且符号数越大, 检测性能越好, 但是检测复杂度也会相应增加。     

非正弦时域正交调制信号的解调性能分析

基于最小错误概率准则,设计了非正弦时域正交调制信号的解调模型,理论分析了加性白色高斯噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道下通信系统的差错性能。结果表明,非正弦时域正交调制可达到与正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)相同的差错性能,且其单位频带利用率的提升速度优于OFDM。复杂度分析结果表明,其解调复杂度虽然高于OFDM,但仍具有硬件可实现性,可用于长波至超短波的通信频段。     

基于最大化能效的海上中继通信频谱分配算法

为提升海上无人艇编队多跳中继网络整体能效, 降低中断发生概率, 提出一种基于最大化能效的分布式多跳中继频谱分配算法。为将节点间通信中断概率控制在阈值范围内, 首先对莱斯衰落信道进行分析, 计算满足需求的最低发射功率; 之后计算所需最多子载波个数, 引入异步分布式定价算法选取备选子载波组; 而后通过求解KKT条件, 利用次梯度法从备选子载波组中选取子载波并分配功率, 求得优化分配的次优解; 最后在系统可靠性与能效等方面进行仿真分析, 验证了所提算法的有效性。     

基于动态AHP的海上移动节点网络选择算法

针对海上异构无线网络中现有的节点选择算法存在的实时有效性和与移动节点匹配性较差的问题, 提出了一种基于动态层次分析(dynamic analytic hierarchy process, DAHP)法和协同学原理的网络接入选择算法。该算法在满足多因素判决和静态节点网络选择的基础上, 采用DAHP法确定接入判决指标的主观权重, 运用协同学相关原理确定客观权重, 利用接收功率确定移动节点的位置权重, 并通过对主、客观和位置权重进行再分配, 实现了对移动节点周围的实时网络状态与任务通信需求的兼顾, 提高了算法实时性和与移动节点的匹配性。仿真结果表明, 该算法相对于基于传统AHP和协同学原理的网络选择算法、基于距离的移动节点算法, 能够在降低节点业务阻塞率的同时提高通信通畅度与实时性。     

基于IDFT的椭圆球面波函数重构产生方法

针对椭圆球面波函数(PSWF)信号的实时产生问题,给出了PSWF的傅里叶级数展开式,研究了PSWF信号的有限傅里叶展开,并对其误差进行了分析,最后提出了基于离散傅里叶逆变换重构产生PSWF信号波形的方法.该方法建立了PSWF信号与正余弦级数之间的联系,并将高效、成熟的傅里叶变换技术运用到PSWF信号的产生上,提高了PSWF数字波形产生的硬件可实现性.同时,也为其他复杂波形信号的实时产生提供了一种切实可行的产生方法.     

基于特征值谐振的PSWFs正交脉冲检测方法

针对正交脉冲通信系统采用相关解调检测方法,存在对同步偏差敏感、需存储模板脉冲信号的问题,根据椭圆球面波函数(PSWFs)脉冲谐振机理,以微分定义式的特征值为检测参数,从多路叠加脉冲中筛选检测出对应特征脉冲上加载的信息,提出一种基于特征值谐振的PSWFs正交脉冲检测方法.仿真结果表明:对比基于波形相关的解调检测方法,提出的检测方法虽在理想同步条件下误码性能略差,但对同步精度要求很低,在非理想同步条件下展现出很低的解调误码率,且不再须要提前存储模板脉冲,解决了传统相关接收方法存在的问题;该检测方法的适用性并不局限于PSWFs脉冲,可推广用于其他类型的非正弦信号.     

基于非等量采样的伪码同步技术研究

针对数字通信系统中伪随机噪声(pseudo-random noise, PN)码同步技术的同步精度受限于采样间隔的问题, 结合可变群时延的高精度同步思想, 利用采样点位置偏移量的变化, 推导出了非等量采样(non-commensurate sampling, NCS)下的PN码相关函数解析表达式, 提出了基于精度因子的NCS率选取准则, 通过精度因子可快速判断出NCS后PN码的同步精度下限。在此基础上, 分析了码序列周期、接收机前端滤波器等附加因素对PN码同步精度的影响。对NCS率选取准则的研究, 为优化数字通信系统设计提供了理论指导, 达到以低硬件消耗实现高精度同步的目的。