波形信道的建模与仿真

通信系统总体性能受到失真,噪声和通信信道产生的干扰的显著影响。这严重影响了通信效果。为了评估通信系统的性能,设计和优化发射机的信号处理操作,我们需要对通信信道进行建模和仿真。该文重点介绍了波形信道的建模与仿真中的多径衰落信道的仿真,波形级信道根据噪声,干扰,和其他扰动与被传输信号的结合,在接收机输入端产生一个失真和带噪声的波形信号来定义信道的。     

基于混沌扩频的多用户应急通信系统模型设计与仿真分析

针对应急通信中信道噪声干扰严重影响通信质量的实际问题,研究了应急通信系统信道噪声干扰的来源与本质特征,提出了应急通信信道模型;论述了混沌扩频应急通信系统干扰噪声抑制原理,设计了多用户混沌扩频应急通信系统仿真模型,并结合典型信道干扰噪声环境对其BER进行了仿真与分析。仿真实验结果表明,基于混沌扩频的应急通信系统能够有效抑制强噪声干扰,显著改善应急通信系统误码性能。     

复域DSLA主动时反通信

通信系统建立在香农源-信道模型基础上,信道本身面临着两个必须解决的问题：信道多径传播引起的符号间干扰;噪声/干扰。因而接收端的信号是发射的信号失真和染污的复本。为此,从阵几何设计和信号处理角度两个方面考虑,采用空间宽带阵--双螺旋线阵（DSLA）发射/接收数据,并利用波传播时反不变性这一宽容的空-时结构特性作DSLA主动时反通信。同时在通信系统中调制信号、随机海洋噪声具有非寻性。因此,对信号做复增广表征,打破一般补相关为零的隐含假定,作复域DSLA主动时反通信。仿真结果验证了复域DSLA主动时反通信性能优于常规主动时反通信,尤其在小信噪比下能有效减小通信误码率,提高水声通信质量。     

低压宽带电力线通信系统建模仿真分析

低压电力线通信技术是实现电网自动集抄的关键技术之一,但电力线作为信号传输通道有着复杂的传输特性和外在噪声干扰.为具体分析电力线信道特性对系统性能的影响,建立基于电力线通信标准中常用的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)调制技术的通信系统模型.系统采用传输线理论计算电力信道的传输函数,同时利用米特尔顿A类噪声模型模拟信道噪声.重点分析了不同的信道噪声、网络拓扑结构、支路负载等因素对信道衰减和系统误比特率的影响.仿真结果表明了通信系统对于信道因素变化的敏感性,为将来低压宽带电力线通信系统设计提供了理论分析基础.     

FFD信道中SRC检测器性能与宽容性分析

在浅海环境中,主动声纳检测系统的性能主要受混响限制.可以采用不同的方法来改善混响限制下检测器的性能.为了提高混响限制下检测器的宽容性,提出一种快速衰落失真(FFD)对信道建模的方法.分析了上述该模型对信道建模来修正介质传播造成的影响.由广义似然比检测(GLRT)产生分段拷贝相关(SRC)检测器,将接受数据分段相关处理后进行不相干组合.首先给出了波形失真信号的构造以及快速衰落失真(FFD)信道下的次最佳接收机的结构,接着分析了SRC检测器的虚警概率和检测概率,最后采用线性调频(LFM)发射信号通过仿真以及对实际数据的处理对分析进行了验证.实验结果表明在混响限制条件下,采用FFD对信道建模,SRC检测器可以提高混响背景下主动声纳的检测性能.     

基于LabVIEW的特殊复杂信号源研究与设计

围绕导航通信系统的抗干扰测试需求以及对现役无线电导航系统的性能评估任务,研究并设计了一种复杂环境下的信号源并给出了数学模型;该信号源设计要求能够产生包括理想、多径、干扰以及信道噪声在内的、具有天线效应的实际复杂信号;在多径延时的设置上,给出了一种精度更高,延时任意的信号生成方法;最后以PXIe-5672为硬件测试平台,由计算机软件LabVIEW产生波形数据,并通过控制仪器驱动实现信号的存储和发生,完成了整个信号源的设计;仿真结果表明了该设计方案可行有效.     

自适应MIMO-OFDM通信系统中基于CPSO-PF的状态优化与性能仿真

针对MIMO-OFDM通信系统状态参数不能随信道干扰噪声适时调整而严重影响通信质量的实际问题,论述了MIMO-OFDM通信系统的传输原理与性能参数,研究了混沌粒子群优化算法(CP-SO)及粒子滤波(PF)的性能特点,提出了基于CPSO粒子滤波(CPSO-PF)的自适应MIMO-OFDM通信系统模型;设计了基于CPSO-PF的自适应状态优化算法,并结合典型干扰噪声环境对系统误码率进行了仿真。仿真实验结果表明,基于CPSO-PF的自适应状态优化能够有效抑制噪声干扰,显著改善自适应MIMO-OFDM通信系统的误码性能。     

非理想CSI下MIMO MRC系统多用户分集性能分析*

针对在无线多输入—多输出（MIMO）通信系统的发射端采用波束成形、接收端采用最大比合并的MIMO MRC系统,考虑收发端仅能获得存在信道估计误差的非理想信道信息（CSI）且系统受到共信道干扰这一条件,分析系统的多用户分集性能。导出封闭形式的信号干扰噪声比的概率分布函数表达式和以平均容量的形式给出的系统多用户分集性能表达式。数值仿真证实了理论分析的结果。研究表明,信道估计误差和共信道干扰均会降低系统的多用户分集性能,而信道估计的精度是影响系统多用户分集性能的关键因素。     

陈-Mobius多路载波数字通信系统及性能仿真

将几种常用数字波形的陈-Mobius逆变换作为多路载波数字通信系统数字输入信号的编码波形函数族,由其对二进制输入信号进行调制后直接叠加在一起在一个物理信道上进行传输;在接收端,用与各调制编码波形对应的正交的数字波形对各路信号进行同步相干解调,从而构成新的相干调制解调系统;而调制编码波形与解调波形函数族这两个函数族内部本身却是非正交的;而后应用MATALAB平台对这种新型多路载波数字通信系统进行性能仿真,在大量仿真平均的基础上,绘出了使用各函数族的系统的位错率对信噪比曲线,并与传统的相干调制解调系统的仿真结果相比较;结果表明,该系统具有更优异的抗强噪声与干扰的性能,可实现多路载波数字通信的直接叠加,节约系统的初始投资与运行费用.     

基于RLS自适应滤波算法的MIMO-OFDM信道估计

对于传统递归最小二乘算法信道估计性能的抗噪声问题,提出一种基于自适应滤波的RLS估计算法。该算法通过在时域内加入自适应滤波器,对信道中的估计结果进行自适应滤波。经过仿真分析,将自适应滤波的RLS算法与传统的RLS算法在误码率(BER)的性能进行比较,得出基于自适应滤波的RLS算法是一种高精度抗噪声的信道估计算法。将系统的输入含有噪声的信号进行自适应滤波,得到输出信号波形,与输入信号波形进行对比,来验证自适应滤波对噪声抑制作用。     

红外线通道在线监测与管理系统

提出一种基于DSP的红外线通道在线监测与管理系统.该系统能够有效地监测红外轴温探测网,对通信信号进行失真及噪声分析;通过电话网络实时远距离传输故障信息;利用大容量FLASH移动存储器记录故障信息与信号波形;具有自检、自动获取探测站站名、自动校时等功能.实际测试结果表明,该系统满足了技术指标要求.     

Optimal tracking performance of MIMO control systems with communication constraints and a code scheme

This paper investigates the issue of the optimal tracking performance for multiple-input multiple-output linear time-invariant continuous-time systems with power constrained. An H₂ criterion of the error signal and the signal of the input channel are used as a measure for the tracking performance. A code scheme is introduced as a means of integrating controller and channel design to obtain the optimal tracking performance. It is shown that the optimal tracking performance index consists of two parts, one depends on the non-minimum phase zeros and zero direction of the given plant, as well as the reference input signal, while the other depends on the unstable poles and pole direction of the given plant, as well as on the bandwidth and additive white noise of a communication channel. It is also shown that when the communication does not exist, the optimal tracking performance reduces to the existing normal tracking performance of the control system. The results show how the optimal tracking performance is limited by the bandwidth and additive white noise of the communication channel. A typical example is given to illustrate the theoretical results.     

Transmission of vector quantized data over a noisy channel

In the transmission of vector quantized data, the vector quantizer and the communication system are usually designed separately. With such an approach, the channel noise results in significant degradations in the performance of the vector quantizer. To solve this problem, we should properly create the mapping from the codebook of the quantizer to the channel signal set of the communication system. This paper proposes a new approach to construct such a mapping based on the ordering property of the self-organizing feature map (SOFM). We use the neighborhood structure of the SOFM and the neighborhood structure of the channel signal set to construct the mapping. Simulation results confirm that the proposed approach is robust with respect to channel noise.     

多通道约束下的网络控制系统的最优跟踪性能

本文针对双通道约束下的线性时不变网络控制系统的随机信号跟踪性能极限问题进行了研究.网络通信包含通信噪声和通信带宽两种信道因素.被控系统考虑是非最小相位和不稳定系统,并且系统包含多个不同的非最小相位零点和多个不同的不稳定极点.对上行通道和下行通道都存在通信带宽约束及高斯白噪声影响的情形,从频域角度,通过采用双自由度控制器和尤拉参数化方法,获得了此类网络控制系统的最优可达的跟踪性能.研究结果表明网络控制系统的跟踪性能极限完全由被控对象的结构特征(非最小相位零点、不稳定极点以及被控对象的系统增益),参考输入信号和网络特性(高斯白噪声的统计特征、通信信道带宽)所决定.最后,仿真结果检证了所得结果的正确性.     

基于EMD的单通道盲源分离跳频通信抗干扰方法

针对传统盲源分离算法无法在单路接收的跳频通信场景中使用的问题,提出一种结合经验模态分解的单通道盲源分离跳频通信抗干扰方法。首先通过理论分析和仿真确定了采用EMD对混有干扰的单路接收跳频信号进行增维的方法,将单通道盲分离的欠定问题转为正定问题,之后分别利用全盲盲源分离和半盲盲源分离实现扰信分离。在不同信干比、不同信噪比等多种条件下的仿真实验验证了本方法的有效性。     

基于超混沌Lorenz系统的自适应异步抗噪声保密通信方案

针对非实时通信对安全性要求高且信道中存在噪声的问题,提出了基于超混沌掩盖调制的自适应异步抗噪声保密通信方案。通信原理是由超混沌Lorenz系统生成四个状态变量的伪随机向量,并通过信号增益将它们调整到同一区间;再由分段线性混沌映射（PWLCM）生成两个向量,用于在四个状态变量之间随机切换选取和确定动态时滞步长,以生成载体信号;然后将预编码后的二进制信息成对掩盖到载体信号中,添加高斯噪声后发送出去。实验结果分析发现最小信号增益和噪声系数的比值稳定在一个小区间[0.08,0.11]内,如果把该比值设置成某个大于该区间上限的值,则比特误码率可达到零,因此接收端可在噪声信道中接收并完美恢复出被掩盖信号。该方案利用超混沌系统的非线性动力学特性,能够在噪声信道中自适应实现异步保密通信,数值仿真验证了其有效性。     

基于联合压缩感知重构的网络通信故障检测系统设计

针对当前故障检测系统检测网络通信故障信号时存在不精准的问题,设计了基于联合压缩感知重构的网络通信故障检测系统。结合联合压缩感知理论,设计系统总体结构。选用光时域反射仪F7高端电信级光缆故障光纤测试仪OTDR作为系统硬件,依据工作原理,判断通信网络传输特性,设置菜单按钮,缩放、等比、还原检测出的波形。采用AD8066型号低噪声放大器,设计电流电压转换电路,在反馈电阻两端并联一个电容以抑制噪声,并利用单色驱动器24-40W激光驱动器为激光电源提供电流,使脉冲信号转换为电信号。在J2SE平台下,设计中心服务功能,通过激光驱动发射正脉冲,使格雷互补码偏置到峰值的一半左右,实现格雷互补码在OTDR中应用,依据系统检测流程,完成网络通信故障检测。系统性能测试结果表明,基于联合压缩感知重构检测系统对网络通信故障信号检测结果较为精准,误差最大为0.3dB,为网络运行维护奠定基础。