伪随机调制序列的CP-EBPSK通信系统

为了紧缩通信系统的信号频谱,减少其线谱能量,引入了一种伪随机序列调制方法.该方法通过对连续相位扩展的二元相移键控(CP-EBPSK)通信系统进行改进,使发射端键控调制时段的相位变化受控于伪随机序列,从而使CP-EBPSK调制指数的符号随机化,同时保持CP-EB-PSK通信系统其他组成部分不变.仿真结果表明,该方法可使调制信号占用的带宽仅为CP-EB-PSK通信系统带宽的一半,显著提高了频谱的利用率.即使在-60 dB带宽的苛刻要求下,当信号载频分别为30 MHz和2.4 GHz时,伪随机序列调制的CP-EBPSK通信系统以约35 dB的信噪比为代价,获得超过200 bit/(s.Hz)的频谱利用率,大幅度紧缩了频谱,提高了系统整体性能.同时,接收机冲击滤波器的特殊滤波效果导致解调器可不受调制符号随机化的影响,从而使得解调器的解调性能基本不变.     

基于半导体环形激光器的宽带宽混沌信号的获取

提出一种基于两个半导体环形激光器交叉耦合产生带宽增强的混沌光信号的方案,采用数值仿真的方法,得到几种特定参数下的时间序列及功率谱,并研究注入系数对混沌带宽及时间延迟特性的影响.结果表明:在正负频率失谐的情况下,混沌带宽都得到加强,并且有效的抑制混沌信号的时延特征.通过大范围扫描注入参数,可得到带宽最大为16 GHz的混沌信号,能显著提高混沌保密通信的传输速率,研究结果可为环形激光器在混沌保密通信中的应用提供一定的理论参考.     

桥梁车振伪随机桥面不平度模拟

在讨论路面不平整表示方法的基础上 ,着重研究用蒙特卡洛法生成符合一定路面功率谱要求的路面伪随机不平整序列的方法 ,同时介绍利用直接傅氏变换法求解路面不平整样本的离散功率谱的具体过程 .最后给出满足国家标准的A级路面的伪随机序列及相应的离散功率谱 .     

宽带无线信道时频性的测量与分析

为了获得宽带码分多址(WCDMA)无线信道在2GHz频段5MHz带宽特有的传输特性,采用扩频滑动相关的信道测量方法,以瞬时时延功率谱为基础对实测信道数据进行了分析,得到了Doppler扩展、相干带宽和多径时延扩展等参数在宽带无线信道中的统计特性.考察了接收机的移动速度对信道参数的影响及直射路径从有到无的过程中信道发生的变化.测量数据和分析结论为WCDMA系统设计和优化提供了可靠依据.     

改进的 TDCS 基函数生成算法及性能分析

针对变换域通信系统在幅度谱成型采用硬判决门限算法和基于m序列的伪随机相位生成算法两方面存在的不足,提出了一种改进的变换域通信系统(tranform domain communication,TDCS)基函数生成算法.在对电磁环境估计的基础上,翻转功率谱进行免门限幅度谱成型,同时利用“注水定理”功率分配法改变调幅因子,增强了系统的抗干扰能力;使用gold序列代替传统的m序列进行伪随机相位生成,伪随机相位的随机性得到很大的提高,增大了噪声系数NFI,改善了系统的射频隐身性能.仿真结果表明,通过同时改进幅度谱和伪随机相位生成,基函数的性能得到明显的改善,使变换域通信系统具有良好的低截获/低检测特性,同时兼顾抗干扰与射频隐身能力.     

恒定绝对带宽的紧凑型可重构双频带通滤波器

本文研究了一种基于阶梯阻抗谐振器(SIR)和缺陷馈电结构的小型双频带通滤波器(BPF).具有T型中央加载的SIR可以更自由地调整双频谐振频率,SIR和缺陷馈电结构组合,并进行阶数调整,可以很容易控制绝对带宽,仿真得到传输零点.最后,仿真结果显示,恒定绝对带宽在230MHz±5.6%的情况下,第二通带可以在1.55GHz,1.75GHz和2.05GHz之间切换,恒定绝对带宽为32MHz的情况下,第一通带稳定在0.90GHz.实际加工的滤波器测量结果与仿真结果吻合较好.     

寄生参数对半导体激光器直接调制特性的影响

通过理论推导和模拟计算,给出激光器调制带宽和其它参数之间的关系。分析了不同张驰振荡频率、衰减系数和寄生参数下的调制特性。结果表明当寄生参数过大时,激光器的3 dB调制带宽主要受寄生参数限制,因而只能在解决了寄生参数限制的前提下,通过对器件的有源区和结构进行优化才能获取高的3 dB调制带宽。对于制作的聚酰亚胺埋沟掩埋激光器和AlGaInAs脊型波导激光器其最大3 dB调制带宽分别为5 GHz和8.5 GHz,定性地解释了两类半导体激光器调制特性的测试结果。     

基于伪随机线性调频的双序列跳频通信方法

为解决双序列跳频在对偶信道被干扰时误码率较高的问题,提出一种基于伪随机线性调频(LFM)的双序列跳频(PRLFM_BSFH)通信方法.在发送端,将线性调频信号作为特征信息与双序列跳频信号混频后通过射频(RF)前端发射出去;在接收端,将接收信号解跳后采用分数阶傅里叶变换进行处理,然后经过抽样判决得到发送端信息.构建了基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统模型,推导了其在瑞利信道下抗跟踪干扰和部分频带干扰的误码率(BER)表达式,并对理论分析进行仿真验证.结果表明:该通信方法的抗干扰性能优于双序列跳频,在不同干扰参数设置下,均有至少5 dB以上的性能增益.     

宽带无线信道时频特性的测量与分析

为了获得宽带码分多址(WCDMA)无线信道在2GHz频段5MHz带宽特有的传输特性,采用扩频滑动相关的信道测量方法,以瞬时时延功率谱为基础对实测信道数据进行了分析,得到了Doppler扩展、相干带宽和多径时延扩展等参数在宽带无线信道中的统计特性。考察了接收机的移动速度对信道参数的影响及直射路径从有到无的过程中信道发生的变化。测量数据和分析结论为WCDMA系统设计和优化提供了可靠依据。     

基于3GPP-SCM的MIMO信道多普勒功率谱性能研究

多普勒功率谱是分析无线信道的一项重要指标,对接收机的调制解调都存在一定的影响.随着多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统的发展,经典多普勒功率谱已经不再适用于MIMO信道的分析.为了更好地分析与更准确地预估MIMO系统的多普勒功率谱.基于第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)的空间信道模型(spatial channel model,SCM),对角度谱为拉普拉斯分布时无线信道的多普勒功率谱进行了理论分析与推导,并结合SCM模型的空时相关性提出了统计多普勒功率谱的方法.在MATLAB仿真平台上,通过配置特殊的发射信号提取各径的衰落系数并统计了数值结果.仿真结果表明,MIMO信道下的多普勒功率谱不仅由用户终端移动速度、中心载波决定,入射波角度分布对其分布也起着决定性的影响.     

甚小线性调频键控调制波形的功率谱优化

甚小线性调频键控(very minimum chirp keying, VMCK)是一种高效的超窄带调制技术,其优点表现在宽带占用窄、边带抑制强、数据传输效率高等方面.直接由VMCK的信号表达式推导出的功率谱解析表达式中包含一个不可积分函数,导致结果复杂且不精确.通过正交拟合方法对功率谱进行分析,发现其功率谱中不仅包含携带信息的连续谱,而且包含携带载波的线性谱.由于线性谱并不携带发送信息,并严重影响功率谱的边带抑制,使得调制信号抑制性能降低.为得到带宽更窄、边带抑制能力更强的VMCK信号,更好地满足超窄带系统要求,对VMCK信号进行波形优化,在滤除线谱的同时,使信号调制性能得到提高.     

EBPSK调制的波形优化

为使调制波形适应不同信道条件,利用扩展的二元相移键控(EBPSK)功率谱结构及特性对其基本波形进行优化,得到带宽更窄、边带抑制水平更好的EBPSK调制波形.通过修改基本调制波形表达式,控制已调信号功率谱中线谱的分布.在波形结构表达式中引入波控参数α,通过调节该参数,可以自由控制边带抑制水平及载波强度,以适应不同信道干扰条件,实现自适应调制.选择合适的调制指数及波控参数α,可以使边带低于-60 dB,因而,可利用现有的频谱间隙实现混合调制,共享频谱,提高频谱效率.     

基于SVD和伪随机循环链的图像认证水印算法

针对矩阵的行列互换使得奇异值分解(SVD)后的奇异值不变,从而由奇异值直接产生水印安全性不高,以及基于SVD的图像认证水印算法把块水印嵌入本图像块的最低有效位,从而很难抵抗矢量量化攻击,提出了基于SVD和由Logistic混沌系统构成伪随机循环链的图像认证水印算法.首先通过Logistic混沌系统调制图像,使得图像矩阵唯一,然后将调制后图像块奇异值生成的块水印嵌入伪随机循环链对应图像块最低有效位.实验结果显示,该算法提高了水印的安全性,不仅能够准确定位,而且可以有效抵抗矢量量化攻击.     

基于几何特征的调制波形优化方法

为提高频带效率,探索更有利于频谱紧缩的调制波形,根据二元相移键控调制波形的几何特征,通过数学分析与推导,提出了基于几何特征的卡圆和正弦插入波形优化方法. 把提出的优化方法应用于EBPSK调制,使其调制波形的相位突变趋于平滑,功率谱边带大大衰减,频谱得到紧缩,获得了较好的频谱特性.仿真表明,优化后的EBPSK调制与优化前的EBPSK调制具有几乎相同的误码率,验证了该优化方法的可行性.把提出的优化方法进一步与控制周期线谱成分的优化方法结合,得到了传输带宽更窄、边带抑制更好的EBPSK调制波形.该方法可以完全数字化实现,因而,可以简化发送设备,甚至省去发送成型滤波器.     

基于波长间插复用的载波抑制双边带射频光纤传输系统

提出了一种基于波长间插复用的载波抑制双边带(ODSB-SC)射频光纤传输(ROF)系统,该系统采用马赫曾德尔调制器(MZM)实现了ODSB-CS调制信号,采用马赫曾德尔干涉仪(MZI)实现了两路RF信号的解复用,并采用光子模拟软件设计出了一个15GHz和25GHz的两路射频(RF)信号经过波长间插复用的ODSB-SC的ROF系统,讨论了MZI的延时时间对解复用出来的RF复用信号性能的影响.     

GMSK+PN遥外测体制的性能分析

考虑到现有测控体制的带宽效率较低,研究基于高斯最小频移键控(Gaussian Minimum-Shift Keying,GMSK)+伪码(Pseudo-noise Code,PN)的新一代遥外测体制,以提高测控系统的带宽效率.首先描述了GMSK+PN信号的调制原理,将遥测数据的GMSK相位和伪码测距信号叠加后调制在同一载波上,实现了二者的同流传输.接着简述了GMSK+PN信号的解调原理,接收机经GMSK解调、测距信号重建和测距信号解调,得到遥测数据和伪距.然后对GMSK+PN的调制、解调进行仿真,得到了不同参数下的频谱特性、遥测误码率和测距精度等性能,并分析了性能与滤波器参数值、测距信号加权因子、测距成形脉冲、伪码码率与遥测码率的比值等参数取值之间的约束关系.最后给出调制参数的取值建议.结果表明,GMSK+PN体制具有很高的带宽效率,与现有航天测控体制相比,带宽降低22%以上,特别是在非线性信道下的优势更为明显.     

混沌外光注入半导体环形激光器的混沌特性

提出一种将混沌光注入半导体环形激光器(SRL)的方案,以获得具有低延时特征(TDS)的混沌激光,并提高其带宽.在该方案中,主激光器为具有外腔双路相位调制光反馈的分布反馈半导体激光器,将其输出的混沌光同时注入SRL的顺时针和逆时针2个模式中,从而构成混沌外光双模式注入的SRL系统.数值研究外光注入系数和反馈系数等参数对该系统输出混沌光的TDS影响,用自相关函数曲线中延时特征峰的最大值表示延时特征值,将该系统对TDS的抑制效果与混沌外光单模式注入的SRL系统对比,并研究系统输出混沌光的带宽.结果表明,该方案对TDS具有较好的抑制效果,可有效抑制输出混沌光的延时特征,并提高其带宽,最大3 dB带宽可达19 GHz.     

基于DCT-SVD抗几何变换的扩频水印算法研究

提出了一种基于奇异值分解(SVD)的扩频水印算法,该算法将原始图像分块DCT变换,对每决DCT系数进行SVD分解,得到奇异值.水印采用重复码,用秘钥产生的伪随机序列对其进行扩频得到扩频后的水印序列.通过使用量化步长,修改最大奇异值实现水印的嵌入,同时结合人类视觉系统模型来平衡水印的鲁棒性和透明性这两种主要的性能指标.实验证明,由于使用了扩频技术,水印提取正确率很高,具有很好的鲁棒性,对噪声、滤波、压缩和剪切都有很强的抵抗力.对于旋转攻击,通过估算旋转角度,运用扩频技术和SVD使得水印提取正确率得到很大提高.     

星载SAR分布杂波的计算机模拟

星载雷达是适应各种军用和民用的目的而提出来的 ,美国和加拿大都在研究包含 SAR(合成孔径雷达 ) - GMTI(地面运动目标指示 )模式的星载雷达 ,由于星载雷达在地面轨迹较大 ,卫星速度快 ,运动目标信号淹没在强大的地杂波中。为了完成 GMTI功能 ,只有首先对 SAR- GMTI系统中地杂波精确建模 ,分析和掌握其在 SAR机制下空间分布情况和功率谱特性 ,才能有效去除杂波。地杂波建模困难 ,具有很多随机性的环境因素 ,没有现成的算法 ,跟具体雷达设备、系统参数也有关系。因此杂波仿真是很复杂的 ,大量仿真和实验数据表明 K分布较能精确描述杂波 ,而且引入了空间的相关性。本文用 K分布来描述雷达截面积的空间起伏。K分布的混合模型包含了杂波起伏的两个分量。一、快变化分量也称为斑点分量 ,其幅度服从负指数分布的方根即瑞利分布 ,源于雷达从随机相位散射点反射回波的相干求和 ;二、慢变化分量也称为纹理分量 ,它服从平方根伽马分布 ,纹理变量表征观测面特性 ,受成像场景物理特性的影响 ,决定了场景空间变化的雷达横截面。因此 K分布杂波模型等同于用伽马分布去调制平方律检测 (负指数分布 )的功率调制过程。本文通过无记忆非线性变换产生相关高斯序列 ,多个独立的相关高斯序列分别组成相应纹理分量和斑点分量 ,     

线性损耗下绝缘硅基波导调制不稳定性

考虑绝缘硅(SOI)波导线性损耗情况下,对SOI波导飞秒脉冲传输调制不稳定性进行了研究.推导了调制不稳定性增益谱的计算公式,导出了峰值增益、峰值增益频率和增益谱带宽的表达式.分析了脉冲峰值功率、群速度色散和线性损耗等参量对调制不稳定性的影响,并以具体结构SOI光子线波导为例进行了模拟.结果表明,即使在微弱光功率下,在反常色散区仍存在强烈的调制不稳定性,其增益是同等光功率光纤介质的102~103倍;线性损耗明显影响SOI波导调制不稳定性增益谱,在传输距离5 mm处,峰值增益频率和增益谱带宽分别降为其最大值的42.68%和41.38%.