基于相关性的FBMC OQAM信号的符号周期盲估计

针对滤波器组多载波(filter bank multi carrier, FBMC)信号的符号周期的盲估计问题,提出了自相关二阶矩和循环自相关算法。首先通过滤波器组多载波的交错正交幅度调制(FBMC offset quadrature amplitude modulation, FBMC OQAM)信号的自相关二阶矩特性,估计出该信号的符号周期;然后根据FBMC OQAM信号的循环自相关在循环频率α=0切面具有离散谱线特征进行符号周期估计;最后对符号周期估计算法进行性能比较。仿真结果表明,在低信噪比下,两种算法均能有效实现FBMC OQAM信号的符号周期估计。     

FBMC/OQAM系统中无边带信息的色散选择性映射方法

色散选择性映射(dispersive selected mapping, DSLM)是降低基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(filter bank multicarrier with offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)系统峰均比(peak to average power ratio, PAPR)的技术, 但是该方法需要传输额外比特边带信息(side information, SI)。为了抑制FBMC/OQAM系统的PAPR, 提高系统的频谱利用率, 在DSLM的基础上, 提出了一种无边带信息的色散选择性映射(without side information of DSLM, W-DSLM)方法。W-DSLM通过在相位序列中挑选特定的位置, 并插入模值大于1的扩展因子对相位序列进行改进, 然后利用扩展因子与相邻位置的能量差, 在接收端得到最优相位序列, 从而恢复出传输的符号。扩展因子的插入避免了边带信息的传输, 因此能够有效提高系统的频谱效率。仿真结果验证了该方法的有效性。     

频率捷变波形联合时频滤波器抗间歇采样转发干扰

干扰机在一个脉冲内精确复制、快速转发形成间歇采样转发干扰(interrupted-sampling repeater jamming, ISRJ),严重影响雷达工作性能。针对这一问题，从波形设计和滤波两个角度出发，提出一种频率捷变波形联合时频滤波器对抗间歇采样转发干扰的方法。首先，将常规线性调频(linear frequency modulation, LFM)信号划分为若干子段并随机重排，构建脉内频率捷变波形；然后，对回波信号进行时频分析得到时域投影分量，并利用大津(OTSU)算法计算最佳分割阈值，提取未被干扰的信号段；最后，通过卷积运算构建滤波器对脉压输出进行带通滤波，保留真实目标，实现干扰抑制。仿真结果表明，所提方法能够在干扰功率较大、信噪比低的情况下有效对抗间歇采样转发干扰，极大地提升了雷达抗干扰性能。     

OFDM/OQAM系统中基于BEM信道模型的盲载波频偏估计算法

针对时频双选衰落信道下基于交错正交幅度调制的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing with offset quadrature amplitude modulation,OFDM/OQAM)系统的频率同步问题,将双选信道建模为复指数基扩展模型,证明了存在载波频偏情况下OFDM/OQAM接收信号的二阶循环平稳特性,在此基础上,提出一种OFDM/OQAM系统载波频率偏差的盲估计算法。理论分析和仿真结果表明由该方法构造的估计器不仅能够有效地抵抗双选信道引起的衰落而且具有很好的抗噪性能,从而可以实现对载波频偏的稳健估计。     

改进的OFDM/OQAM预编码信道估计方法

基于偏移正交幅度调制(offset quadrature amplitude modulation,OQAM)的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统为获得良好的系统性能,系统在接收端的信道估计是重要一环。针对离散导频OFDM/OQAM系统的信道估计问题,分析了该系统典型的预编码方法,指出了其计算复杂度大的问题。在此基础上,提出了一种改进的预编码方法。该方法采用两个预编码矩阵,减少了每次编码的时频格点数目。该方法减小了预编码矩阵的维数,进而显著降低了系统信道估计的计算复杂度。仿真结果表明,在相同的信道条件下,该方法能够保证与预编码方法相近的信道估计精度,同时有效降低系统计算复杂度。     

基于脉内步进LFM波形的抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样噪声调制转发式的灵巧噪声干扰向来是雷达干扰对抗的难点。在深入研究间歇采样转发干扰(interrupted sampling repeater jamming,ISRJ)的基础上,针对ISRJ时域不连续采样的特点,提出一种基于脉内步进线性调频(linear frequency modulation, LFM)波形的抗ISRJ方法。该方法利用脉内步进LFM子脉冲之间的正交性互相掩护,子脉冲间频率步进使得干扰采样段经调制后仍无法干扰相邻子脉冲,从而可以有效提取干扰机没有采样的信号段,在对抗高占空比的重复转发干扰时优势明显。仿真条件下,干扰采样与发射波形分段非同步时,窄子脉冲较宽子脉冲输出信干噪比提高约3.1 dB。     

OFDM/OQAM系统限幅补偿IAM信道估计方法

基于偏移正交幅度调制的正交频分复用(offset quadrature amplitude modulation/orthogonal frequency division multiplexing,OFDM/OQAM)系统信道估计方法中,干扰近似法(interference approximation method,IAM)具有估计精度高的特点,是该系统常用的信道估计方法。然而,在OFDM/OQAM信号发送和接收过程中,高功率放大器(high power amplifier,HPA)对信号的限幅作用导致IAM信道估计精度下降。为了研究不同IAM导频结构下的系统性能受限幅影响的程度,针对导频峰均比问题,提出了局部互补累积分布函数,并研究了不同限幅门限作用下,系统比特误码率性能和信道估计归一化均方误差性能。为了补偿HPA的限幅作用对系统的影响,提出了一种导频限幅补偿方法,该方法不需要发送额外的补偿信息,仅仅需要根据导频结构计算并在接收端补偿。仿真结果验证了补偿方法的有效性,并且导频信号受限幅影响越严重,补偿效果越好。     

基于多相位分段调制的间歇采样转发干扰

针对间歇采样转发干扰范围有限以及干扰具有规律性的问题,提出一种基于多相位分段调制(multiple phases sectionalized modulation,MPSM)的间歇采样转发干扰方法。该方法首先对信号间歇采样,然后对每段信号调制不同的相位,之后放大转发出去。通过控制间歇采样参数和调制相位情况,能够产生多个位置和范围可控的压制式干扰区域,有效扩展了间歇采样转发干扰范围,并且削弱了干扰的规律性。在此基础上,针对MPSM干扰中干扰效果与调制相位关系难以推导的问题,提出一种基于遗传算法的优化方法,解决了无法得到最优干扰效果的问题。理论分析和仿真实验证明了干扰方法的可行性和有效性。     

基于OFDM-LFM的弹载广域SAR成像距离模糊抑制

高弹道弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)在对中大型舰船目标进行广域成像时,其高弹道高度和高机动速度特性使图像易产生多重距离模糊,图像质量严重恶化。针对这一问题,提出了一种基于正交频分复用线性调频(orthogonal frequency division multiplexing-linear frequency modulation, OFDM-LFM)信号的正交波形设计方案,该方案采用Bernulli映射的混沌调制序列,对OFDM-LFM信号基进行频率调制,降低了信号的互相关峰值电平和自相关峰值旁瓣电平,进一步提高了发射脉冲间的正交性,且该调制方式可产生多个相互正交的波形,以解决多重距离模糊问题。目标成像仿真结果证明,混沌序列调制的OFDM-LFM信号可有效抑制弹载广域SAR成像的距离模糊。     

OQAM/OFDM系统基于迭代的辅助导频信道估计

针对基于交错正交调制的正交频分复用(offset quadrature amplitude modulation/orthogonal frequency division multiplexing,OQAM/OFDM)系统中信道估计问题,本文提出了一种基于迭代的离散导频信道估计方法。通过分析系统存在的固有干扰,指出传统离散导频信道估计方法性能较低的原因。通过减少辅助导频消除干扰的个数降低辅助导频能量,使用迭代的方法估计信道的性能。仿真结果表明,所提的消除两个干扰数据符号的迭代辅助导频方法在辅助导频能量与普通数据符号相同的同时能够得到更好的信道估计性能。     

基于凸优化的MIMO-FBMC系统峰均比抑制方法

目前,多载波滤波器组(filter bank multi-carrier, FBMC)因其良好的性能,成为5G通信中重要的调制方式。为了提高移动通信的质量和速率,采取了将多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)技术和FBMC技术相结合。首先,建立多串流传输模型和共轭数据结构,分析数据流、天线数和预编码矩阵之间的关系。然后,研究系统的峰均功率比(peak-to-average power ratio, PAPR),用凸优化模型对PAPR降低问题进行简化。最后,用快速迭代收缩门槛算法(fast iterative truncation algorithm, FITRA)求解凸优化问题。仿真结果表明,该方法在频率选择性衰落信道中有着优异的PAPR性能,误码率性能良好。     

码间干扰信道下叠加码系统的优化设计

针对码间干扰(inter-symbol interference,ISI)信道下的单载波叠加码编码调制系统,提出了一种在频域内可以快速实现用于发射信号频谱整形的预编码方案。该预编码的引入并不增加频域均衡接收机额外的开销。从信息论的角度证明了当应用基于功率"注水"原理的预编码时,基于理想码构造的叠加码可以随着层数的增加渐近实现ISI信道容量。同时,针对基于实际码构造的叠加码系统,提出了预编码和功率分配的联合优化问题。基于卷积码的仿真结果表明,联合优化大大改善了系统的性能。     

基于智能天线的多跳空分复用蜂窝网容量分析

为了提高无线频谱效率,多跳蜂窝系统中多跳与蜂窝系统需要使用相同的频率资源。采用频率空分复用技术和智能天线技术降低节点间的干扰,通过设置不同的频率复用因子,并根据网络节点分布确定多跳节点的间距,为系统带来不同的容量增益。结果表明,空分复用和智能天线技术大大提高了多跳蜂窝系统的容量。     

基于卷积神经网络的超短波特定信号谱图识别

针对超短波通信中特定信号的识别问题,提出一种将时频谱图和卷积神经网络相结合的超短波特定信号识别方法。该方法首先对特定信号进行短时傅里叶变换得到时频谱图,然后使用时频谱图对改进的卷积神经网络模型进行训练,最后测试网络模型,实现超短波特定信号识别。实验结果表明,该方法对特定信号的识别率能达到98%,在信噪比为0 dB时仍能达到97%的识别率,并且在混叠50%时识别率达到了90%。相比传统算法,该方法具有更好的抗低信噪比和抗混叠干扰能力,验证了卷积神经网络在特定信号识别领域的有效性,为该领域的后续研究奠定了基础。     

正弦型非线性调频键控及性能分析

以正弦型非线性调频信号为载波样本,提出一种非单频波带通调制方法--正弦型非线性调频键控（sine non-linear chirp keying, SNCK）。通过调整时间带宽积和频率变化曲线频率等参数,SNCK可实现满足不同信道环境和服务质量需求的无线通信。同时,由于采用非单频波作为载波样本,SNCK具有较好的多普勒频移抑制能力。构建SNCK的数学模型,分析已调信号正交化设计方法、频域特征及信道适应能力等性能。理论分析和实验结果表明：相较于甚小线性调频键控,SNCK具有相近的高白噪声抑制能力和频域能量集中度;相较于最小频移键控,SNCK具有更强的多普勒频移抑制能力。SNCK可作为通信终端高速率运动场景下的变速率无线通信系统的带通调制方案。     

基于脉内LFM-Costas频率步进的抗间歇采样干扰方法

线性调频(linear frequency modulation, LFM)分段脉压对抗间歇采样干扰时,子脉冲顺序步进,使得采样子脉冲与相邻子脉冲脉压后,残余信号积累从而形成干扰带;干扰抑制时信号不连续采样,产生谐波分量。针对这两个问题,提出一种基于脉内Costas频率步进的LFM波形抗间歇采样干扰方法。该波形综合LFM和Costas编码的优点,具有理想图钉型的模糊函数,不仅可以抑制干扰带,还可以大大降低谐波分量,最终提高抗干扰性能。理论推导和仿真分析验证了该方法的有效性。