基于Matlab的短波差分跳频通信仿真设计与实现

差分跳频通信系统作为一种全新概念的通信系统,已成为当前短波保密通信的一个重要发展方向。鉴于此,在对短波差分跳频通信机理研究基础上,通过建立基于m序列的G函数、G-1函数设计方案及加窗FFT检测设计方案,实现了基于Matlab的短波差分跳频通信通信过程仿真。仿真结果表明,该通信过程仿真可有效实现差分跳频通信系统的信号生成、检测及接收仿真功能,验证了设计方案的正确性。可为短波差分跳频通信技术的发展提供理论借鉴及测试环境.     

水声信道下差分跳频信号检测的优化算法

为克服水声多途干扰影响,提出将差分跳频技术应用于水声通信,通过分析水声多途信道下差分跳频信号的特征,利用频率转移函数的隐含信息和水声信道的多途特征,优化了频率序列检测的Vitervi硬判决算法,并详细给出了算法流程.在含有加性高斯白噪声的多途信道下进行了仿真.结果表明,采用优化算法的系统性能得到显著提高,在频率检测差错率为10×10-3时,获得了近2.5 dB的增益,表明差分跳频体制能有效克服多途干扰,适用于水声通信.     

非理想NNC-DFH接收机抗部分频带干扰性能分析

为改善差分跳频系统的抗部分频带干扰性能,提出一种噪声归一化合并差分跳频接收机模型.采用矩生成函数法推导了非理想噪声功率估计条件下系统误符号率的联合上界.将信道建模为瑞利衰落信道,同时考虑了加性背景热噪声的影响.数值和仿真结果验证了理论分析的正确性.研究结果表明:在噪声估计不存在严重偏差时(估计误差因子满足0.1<λ<3.0),噪声归一化合并差分跳频接收机在最坏部分频带干扰下的性能优于乘积合并和线性合并差分跳频接收机,且当噪声估计值略低于理想估计值时(0.2<λ<0.6),系统误符号性能优于理想噪声估计条件下的误符号性能.     

线性合并接收分集DFH系统性能分析

为了提高差分跳频系统的抗噪声性能,提出了一种基于多接收天线的空间分集差分跳频系统,系统采用平方率检测线性合并准则进行合并接收。采用矩生成函数法分析了该系统在瑞利衰落信道下的抗噪声性能,得到了系统误符号率的闭式表达式。分析中考虑了各分集支路信号衰落参数及背景噪声不同的一般情况。数值和仿真结果表明,应用接收分集技术可以显著改善差分跳频系统的抗噪声性能,在误符号率为10-4时,采用双天线分集时即可使系统性能较无分集系统改善达约7 dB;性能改善量随天线数量的增多而增大,但改善幅度逐步降低;信噪比过低的分集支路应从分集中排除,否则可能使系统性能低于没有这些天线时的系统性能。     

一种混沌跳频码的产生方法及其在通信中的应用

基于Logistic映射,根据返回映射和符号动力学的思想产生混沌跳频码。与已有的方法相比,产生的跳频码具有良好的性能,且抗预测和破译的能力较强。在此基础上,设计并实现了混沌跳频CSK通信系统和混沌跳频OFDM通信系统,对误码率的理论分析和仿真结果表明,该系统的抗噪声和多径干扰的能力较强。     

基于混沌序列的跳频通信仿真

由于3阶Chebyshev混沌映射的统计特性与白噪声一致,所以其产生的序列可以用作跳频通信的跳频序列.利用simulink动态仿真平台构建一个跳频通信系统的仿真模型,将Chebyshev混沌序列用于该系统,并进行仿真实验.结果表明Chebyshev混沌序列用于跳频通信可以提高系统的抗干扰能力,降低误码率,说明混沌序列取代传统跳频通信中的伪随机序列可以显著提高通信系统的安全性.     

基于分圆理论和中国剩余定理的最优平均汉明相关跳频序列集构造

在跳频通信系统中,跳频序列的性能对整个跳频通信系统有着决定性的影响。设计出满足理论界要求的跳频序列集是研究跳频通信系统的关键内容。平均汉明相关值是衡量跳频序列性能优劣的重要指标。文章首先根据环上分圆的性质选取基序列,然后基于分圆理论和中国剩余定理,扩展序列构造了一类具有灵活参数的跳频序列集,并证明了所得到的跳频序列集关于平均汉明相关理论界最优。     

基于混沌序列的跳频同步方法

同步是跳频通信系统的关键技术之一,利用混沌信号Logistic序列作跳频码,取代跳频通信中的伪随机序列,并采用滑动相关法使同步头信号同步,解决了混沌跳频序列的同步难题,进而实现发射系统和接收系统的混沌同步,最后利用Matlab的Simulink进行仿真,结果表明：该同步方法用于跳频通信可获得满意的通信效果。     

差分跳频系统中基于迭代分解的G函数构造方法

差分跳频是跳频技术中提高数据传输速率的一种有效方式，频率转移函数是差分跳频研究的重点，本文针对现有的频率转移函数所生成的跳频序列性质上的不足，提出了一种时变的频率转移算法，通过m序列，对频率对进行迭代分解，进而控制频率之间的对应关系，同时根据发端算法构造了解映射算法。对算法进行了理论分析和仿真验证，仿真验证表明：相比于基于m序列、RS码和混沌序列加扰的G函数算法，新的转移算法是时变的，产生的跳频序列的随机性、均匀性和安全性得到了改善，二维连续性符合卡方检验的理论值，在通信性能上也有了部分提升。     

跳频通信干扰装备干扰效能分析

针对单纯利用数学方法很难评估跳频通信干扰装备的干扰效果而一般跳频系统的仿真没有考虑跳频同步的问题,利用Matlab/Simulink仿真工具建立了具有同步的完整跳频系统模型,仿真了跳频系统同步的过程.在此基础上模拟了跳频通信干扰装备中3种典型的干扰样式对跳频通信系统的干扰,得到不同干扰样式对跳频通信系统的干扰性能,为准确评估通信对抗装备的干扰效果提供了一种更行之有效的方法.     

相关跳频通信系统安全性分析

分析了相关跳频通信系统中频率序列的检测以及纠错译码,并从第三方接收的角度探讨了相关跳频信号的接收、译码以及转移函数反推的复杂度。分析结果表明:相关跳频通信并不是一种抗截获的无线通信方式,其通信安全是建立在转移函数机制上的。转移函数反推的复杂度非常高,给相关跳频通信体制提供了很好的安全性。     

瑞利衰落信道下NNC-DFH接收机抗PBNJ性能分析

提出了一种噪声归一化合并(NNC)差分跳频(DFH)接收机模型,以提高差分跳频系统抗部分频带干扰能力。分析了瑞利衰落信道下NNC-DFH接收机在部分频带干扰下的误符号性能,比较了线性合并、乘积合并和噪声归一化合并DFH接收机的抗部分频带干扰性能,分析了背景热噪声的影响。研究结果表明:在瑞利衰落信道下,针对NNC-DFH接收机的最坏部分频带干扰为全频带干扰,该接收机的抗部分频带干扰性能优于传统的线性合并和乘积合并接收机,当信噪比为21.4 dB,符号错误概率为10-4时,其干扰容限改善量达8 dB。     

异步CDMA系统中的盲多用户检测算法

针对实际应用中的DS/CDMA系统多为多径衰落信道下的异步DS/CDMA系统情况,通过对用于AWGN信道下的同步DS/CDMA系统中的常规盲多用户检测算法的改进,使这类算法在多径衰落信道下的异步DS/CDMA系统中仍具有很好的性能。理论分析和计算机仿真结果证实了改进方法的可行性。     

ROLS-AWS algorithm used in RBF neural network for multi-user detection

To improve the computational speed, the ROLS-AWS algorithm was employed in the RBF based MUD receiver. The radial basis function was introduced into the multi-user detection （MUD） firstly. Then a three-layer neural network demodulation spread-spectrum signal model in the synchronous Gauss channel was given and the multi-user detection receiver was analyzed intensively. Simulations by computer illustrate that the proposed RBF based MUD receiver employing the ROKS-AWS algorithm is better than conventional detectors and common BP neural network based MUD receivers on suppressing multiple access interference and near-far resistance.     

空-时多用户检测中子空间跟踪算法

在研究子空间方法盲多用户检测算法的基础上,针对增大DS-CDMA系统容量和提高信噪比、误码率性能的问题,提出了一种与阵列天线接收相结合的多用户检测技术——空-时多用户检测技术,可使多用户检测应用于过载系统,增加系统容量．将改进的newOPAST算法应用于盲空-时多用户检测中,结果表明,该算法具有稳定的全局收敛性,并保持了较低的算法复杂度,而其输出信噪比和误码率性能接近算法复杂度高的经典算法．     

Turbo CDMA多用户检测的研究

简述了Turbo译码原理及逐符号最大后验算法,并将Turbo译码原理应用于CDMA系统的多用户检测;提出了基于Turbo译码原理的多用户检测接收机方案,通过计算机仿真验证了该方案的性能。结果表明,该方案经过4次迭代之后,其误码率接近单用户界,这种接收机可去除多址干扰(MAI)的影响。     

DS-CDMA系统中迭代多用户检测技术的研究

为了减小多址干扰(MAI)对CDMA(Code-Division Multiple-Access)系统性能的影响,把TURBO码译码和多用户检测器有机结合起来,提出了迭代多用户检测技术．TURBO码译码器根据多用户检测器生成的软信息计算后验概率,在下一次迭代过程中这个编码比特的后验概率被用作先验信息反馈给多用户检测器,一般完成3次以上迭代后,进行硬判决输出结果．仿真结果表明,迭代多用户检测技术使系统性能能得到很大提高,与单用户的性能相差不到1dB．     

多项式跳频序列族的研究

本文推导了一般二次跳频序列的两种特殊形式的平均碰撞次数公式及多项式跳频序列的平均碰撞次数公式。在此基础上,分析比较多项式跳频序列集P的序列数目、汉明互相关特性和平均碰撞次数。结果表明,如果给定序列长度可通过增加多项式跳频序列的阶数来增加序列数目。     

短波DFH系统最高跳速的确定

对制约短波高速DFH跳速的众多因素进行了分析，结果表明，短波信道群时延是确定短波高速跳频系统跳速的重要因素，它决定了在一定带宽条件下，DFH系统的最高跳带为5000跳/秒。