隐蔽通信中MP-WFRFT系统星座预编码设计

为提高通信系统的隐蔽性能,提出了基于多参加权分数阶傅里叶变换(MP-WFRFT)通信系统的预编码设计方案.通过对MP-WFRFT信号的时域、频域分量定量分析,推导出MP-WFRFT星座的模糊、裂变规律;搭建了基于MP-WFRFT的星座预编码优化系统,并采用遗传算法(GA)进行相关模型优化求解.仿真结果表明:通过星座预编码参数的合理设计,MP-WFRFT系统能够从低概率检测、低概率调制识别、低概率参数截获三个方面不同程度地提升系统的隐蔽性能.确保了合法通信双方的通信安全,使之能够运用到隐蔽通信设计之中.     

MAP-WFRFT卫星信号星座隐蔽特性研究

针对卫星通信信号隐蔽性不足的问题,提出了一种基于多可变参数加权类分数阶傅立叶变换(muti-alterable parameter weighted fractional Fourier transform, MAP-WFRFT)的卫星隐蔽通信系统.新系统在传统调制方式基础上,利用MAP-WFRFT对卫星信号进行处理,使信号星座图分布发生旋转与发散,伪装成噪声或其他调制方式,从而实现信号的隐蔽.仿真结果表明,经过MAP-WFRFT处理后的卫星信号,通过改变加权项数M、变换阶数α、尺度向量V可以使信号星座图发生明显不同的旋转与发散.当3个参数满足文中推导的关系时,可以将QPSK信号伪装成16QAM信号.仿真分析误码率(bit error rate, BER)随M的变化规律,得到M值的增大会导致系统误码性能的下降.     

WFRFT MIMO卫星抗截获通信系统

针对卫星通信安全性不高、易被截获的问题,提出一种采用加权类分数阶傅里叶变换(WFRFT)与多入多出(MIMO)技术相结合的卫星抗截获通信系统。系统采用多层WFRFT调制信号,WFRFT的层数与发射天线数目相同,每层WFRFT采用不同的调制阶数。原始信号经WFRFT调制后具有时频域特性,能有效抵抗参数扫描,MIMO能有效提高频谱利用率及系统容量。经理论分析,采用WFRFT-MIMO通信系统可以高效地恢复原始信号,同时窃听方无法截获信号。以2发1收天线为例,分别从合法方与窃听方误码率(BER)性能对比、接收性能与WFRFT阶数偏差关系进行仿真,当窃听方调制阶数误差均为0.1,信噪比为20dB时,其误码率为10-3,与合法方相差4dB。并通过对不同收发天线组的性能仿真,信噪比为10dB时,3发4收天线的性能较2发1收天线提高了4.5dB。     

基于加权分数阶傅里叶变换的IRS安全通信

利用四阶加权分数傅里叶变换(4-WFRFT)和人工噪声(AN),提出了一种基于人工噪声和加权分数阶傅里叶变换的智能反射表面(IRS)辅助的多进多出(MIMO)无线通信系统.为了提高信道质量,在基站(BS)、合法接收者(LU)和窃听者(Eve)组成的通信系统中引入智能反射面;进一步,为了提高该系统的安全性能,引入人工噪声并使用加权阶傅里叶变换.以最大保密速率(SR)为目标,以发射功率限制和智能反射面相移单元模为约束,联合优化了基站的发射预编码(TPC)矩阵、AN的协方差矩阵和智能反射面相移.由于所提问题是一个非凸问题,因此利用块坐标下降(BCD)算法交替更新变量,同时保持安全速率不递减,最后通过仿真结果验证了该方法提高系统安全性的有效性.     

基于分数傅里叶变换的信号检测方法

作为Fourier变换的一种广义形式,分数阶傅里叶变换(FRFT)同时融合了信号在时域和频域的信息,是一种新的时频分析方法。研究了FRFT计算分解方法,由于线性调频(LFM)信号在FRFT域呈现的冲激特性,以此实现LFM信号的检测。实验结果表明,该方法对LFM信号的检测是有效的。     

分数阶傅里叶变换的数值实现

信号及其傅里叶变换可以分别反映信号在时频两域内的信息。傅里叶变换是一种常用的数学工具，在数学、物理及工程技术领域都得到了十分广泛的应用。介绍了一种崭新的信号分析工具——分数阶傅里叶变换，并用经典的傅里叶变换的观点对分数阶傅里叶变换进行了解释。对于分数阶傅里叶变换的实现，因一般情况下分数阶傅里叶变换给不出解析表达式，故分数阶傅里叶变换的数值算法的研究是十分重要的。给出了分数阶傅里叶变换的较准确的数值计算方法。利用此方法对被线性调频函数污染混叠的高斯信号进行了滤波分离。     

基于被动时反镜技术的FRFT_CSS水声通信系统实验研究

基于分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FRFT)的线性调频扩频技术(chirp spread spectrum,CSS)因其具有良好的抗干扰和抗噪声能力而被用于水声通信.在构建的FRFT_CSS系统中,采用被动时间反转镜技术(passivetime reserve mirror,PTRM),以抵抗水声信道严重的多径效应.在保证系统可靠性的同时,提高了码元速率.水池实验表明:基于PTRM的FRFT_CSS系统的性能得到显著提升.     

含未知参数的多分量Chirp信号的分数阶傅里叶分析

目的 提出基于分数阶傅里叶变换（ＦＲＦＴ）的含未知参数的多分量Ｃｈｉｒｐ信号的检测和参数估计方法。方法 由分数阶傅里叶变换的Ｃｈｉｒｐ基分解特性及其与时频分布的关系论证多分量Ｃｈｉｒｐ信号的分数阶傅里叶分析方法,并通过计算机模拟验证方法的有效性。结果与结论 和联合的Ｗｉｇｎｅｒ－Ｖｉｌｌｅ分布（ＷＶＤ）及Ｈｏｕｇｈ变换（ＨＴ）方法相比,基于ＦＲＦＴ的含未知参数的多分量Ｃｈｉｒｐ信号的分析方法,不用     

卫星星座通信系统的切换数据登记策略

为了解决切换信息实时性以及数据库信息查询快捷性的问题,结合卫星星座通信系统的特点,提出了利用切换申请携带实时切换数据,并存入专门设置的切换数据寄存器的思想.解决了依赖位置管理数据库提供的非实时数据信息时,可能带来的反复交互问题,并且避免了相对繁琐的数据库查询过程,达到用很小的信令开销换取明显性能改善的目的.并从代价与效率入手,用仿真的方法验证了这种改进的切换数据登记策略的可行性、实时性与有效性.     

STLFM在水声通信系统同步测算中的应用

通过对对称三角线性调频(STLFM)信号在分数阶傅里叶域能量汇聚性的分析,提出了采用STLFM信号作为同步码,基于分数阶Fourier变换(FRFT)的正交多载波水声通信系统的联合同步算法,并以同步误码率(BER)作为评价指标,在有噪声、多径传输和多普勒效应三种环境组合下与传统OFDM系统采用线性调频(LFM)信号作为同步码进行仿真分析比较.仿真结果表明,在复杂的水声环境中,该算法在低信噪比时可以获得更精确的同步性能和更低的误码率.     

适于中国的移动卫星通信系统星座设计方案

针对我国地域分布的实际情况及移动通信业务量各时间段的差异,提出了一种适合我国的移动通信卫星组网星座方案,利用一颗同步卫星和两个低轨道上16颗小卫星来构建卫星通信系统,达到移动通信的要求,并对这一星座方案在我国范围内的覆盖情况进行了比较详细的分析。     

加权分数傅立叶变换通信系统抗参数扫描及星座分裂性能分析

针对现有基于加权类分数傅立叶变换系统的信号特征,以衡量单参数WFRFT信号抗参数扫描特性为目的,给出了非目的接收机存在变换参数误差条件下的等效信噪比.在单参数WFRFT系统的基础上,类比多径信道下的单载波信号星座图特征,研究了多参数WFRFT的信号的星座分裂特性.多参数WFRFT系统不但可以提高单参数系统抵抗参数扫描检测的能力,同时其具有的分裂调制星座图的特点还能有效隐藏原始调制方式.     

基于人工免疫的星座卫星通信系统资源调配算法

资源调配是星座卫星通信系统应用管理技术中亟待研究的关键技术之一。文中首先分析了星座卫星通信系统中触发资源调配的主要因素;然后,从通信任务效能系数和通信系统满足度两个重要指标出发,分别提出了通用的面向卫星资源和面向通信任务的资源调配数学模型;通过数学模型对星座卫星资源调配的扩展性、灵活性等特点进行了分析,运用免疫系统的自适应、自学习、自组织等特性,提出了一种具有模糊处理时间的免疫调配算法。仿真实验和理论分析表明,算法解决了其他调配算法空间、时间复杂度高和收敛速度慢等问题,提高了局部搜索解空间的效率。     

移动卫星通信星座工程设计

在考虑许多的约束条件的情况下,研究了一个工程上可实现的轨道和星座设计方法。详细分析了移动卫星通信星座在工程设计时,就轨道参数、星座参数选择时所需考虑的在星体指标、通信要求、覆盖性能、发射及测控、经济等方面的约束条件,并进行综合考虑和优化设计。在此基础上,给出了一个星座通信系统的空间段设计,经专家评审该星座方案在工程实现上是可行的。     

双基站卫星星座设计研究

针对双基站卫星星座的特点，分析了卫星和空间站之间的可视窗、通讯窗和过顶时间要求下的通讯约束．根据卫星轨道高度、倾角、升交点赤经、轨道数目及卫星分布选择、星际链路建立等几个方面，对双基站卫星星座进行设计，并研究了长期执行任务的情况下，卫星轨道修正方案．该星座克服了以地球为基地的卫星星座测控信号传递路程长，信号受到环境干扰大的不足，充分利用空间站的优势，更有效地发挥了卫星及其星座的作用。通过仿真计算给出了双基站卫星星座与地面站和空间站的日通讯时间．从结果可以看出，所设计的双基站卫星星座可以作为我国空间站的数据中继系统。     

我国移动卫星星座设计、覆盖分析及动态仿真

讨论中低轨卫星移动通信的系统设计问题 ,包括星座设计、覆盖率统计和通信线路计算等问题。运用统一建模语言UML、面向对象可视化编程软件Delphi、科学计算软件Matlab、动画制作软件Animator等工具 ,研制了中低轨卫星移动通信系统设计综合软件 ,并以此设计了我国中低轨卫星移动通信系统的星座方案各一套 ,同时完成了星座实时动态演示 ,并能实时对全球、中国、北美、欧洲进行覆盖率动态统计和通信线路计算。     

Globalstar卫星通信系统星座模拟和全球覆盖率的研究

Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ系统是美国ＬＱＳＳ（ＬｏｒａｌＱｕａｌｃｏｍｍＳａｔｅｌｉｔｅＳｅｒｖｉｃｅｓ）公司于１９９１年６月向美国联邦通信委员会（ＦＣＣ）提出的低轨道（ＬＥＯ）卫星通信系统。使用开发工具Ｄｅｌｐｈｉ，通过编程的方法成功地模拟了Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ卫星通信系统的系统动态运行情况，并同时给出了系统运行的全球覆盖率。     

Reverse Detection Based QoS Routing Algorithm for LEO Satellite Constellation Networks

A reverse detection based QoS routing algorithm was developed based on the dynamic topology of low earth orbit (LEO) satellite constellation networks. This distributed algorithm has very low computational complexity, so it is suitable for on-board processing. This algorithm improves the autonomous operating capability and throughput of satellite networks. Simulations show that the algorithm has better performance than the static sequent snap shots algorithm with acceptable low overhead signaling.