WFRFT认知通信系统控制参数联合优化方法研究

针对WFRFT系统难以适应复杂电磁环境及最优控制参数难以选取的问题,提出一种新型WFRFT认知通信系统构建方法。在传统WFRFT通信系统的基础上引入信号认知模块,完成电磁信号的采集及电磁环境中目标信号调制特征的识别。根据WFRFT信号调制特征裂变的特性,分析控制参数间的耦合作用机理,并设定优化控制参数的目标。将目标信号调制特征参数引入到WFRFT控制参数优化模型中,提出基于目标特征的WFRFT认知通信系统控制参数联合优化方法,并通过粒子群算法的迭代计算,选取最优控制参数集,针对最优参数的WFRFT认知通信系统,分别仿真计算高斯、莱斯、瑞利等典型信道条件下的误码率性能。实验结果表明,该方法可伪装信号调制特征,能有效提高通信信号的安全性,且在典型信道条件下的误码率性能较好,具有较好的抗干扰能力。     

Digital computation of the weighted-type fractional Fourier transform

The paper reveals the time-frequency symmetric property of the weighted-type fractional Fourier transform (WFRFT) by investigating the original definition of the WFRFT, and proposes a discrete algorithm of the WFRFT based on the weighted discrete Fourier transform (WDFT) algorithm with constraint conditions of the definition of the WFRFT and time-domain sampling. When the WDFT is considered in digital computation of the WFRFT, the Fourier transform in the definition of the WFRFT should be defined in frequency (Hz) but not angular frequency (rad/s). The sampling period Δt and sampling duration T should satisfy Δt = T/N = 1/N(1/2) when N-point DFT is utilized. Since Hermite-Gaussian functions are the best known eigenfunctions of the fractional Fourier transform (FRFT), digital computation based on eigendecomposition is also carried out as the additional verification and validation for the WFRFT calculation.     

基于DL-MPWFRFT卫星混沌加密通信研究

为了提高卫星通信的安全传输性能,提出了一种基于双层多项多参数加权类分数阶傅里叶变换（Double Layers Multi-parameter Weighted-type Fractional Fourier Transform,DL-MPWFRFT）的卫星混沌相位调制方案。信号在经过QPSK基带映射之后,结合DL-MPWFRFT和Logistic相位扰码进行双重加密,并通过数模转换和射频化处理上载到卫星信道中。仿真结果表明,通过选取合适Logistic参数,可以使得卫星信号星座图分布更加复杂,从而有效增强信号的抗截获性,所提方案较传统加密手段能够提高抗扫描能力10²⁰倍。     

基于WFRFT的卫星信号掩盖方法研究

卫星信号掩盖技术利用具有强功率、特定参数特征的信号来掩盖信道中的通信信号,以达到保护信号波形安全的目的.但随着调制识别和串行干扰消除(SIC)技术的发展,采用常规调制方式的掩盖信号能够被非合作接收方破解.针对便携式卫星通信终端的安全通信需求,该文借鉴卫星成对载波多址(PCMA)中利用本地信号副本进行自干扰抵消的思想,分...     

基于WFRFT的抗衰落通信系统性能研究

在时间频率双选择衰落信道情况下,提出了一种对抗载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)的加权型分数阶傅里叶（weighted type fractional Fourier transform, WFRFT）变换系统,分析了WFRFT变换系统性能,以及载波频率偏移对系统的影响。在复杂信道环境下, 我们推导出WFRFT变换系统的信号干扰比公式,表明WFRFT变换系统受到的ICI干扰介于单载波和多载波系统之间。 同时仿真分析了单载波系统、OFDM系统和WFRFT变换系统的误码率特性。仿真结果表明,当存在频偏时,最优分数阶变换系统性能明显优于单载波系统和OFDM系统。     

加权分数傅里叶变换信号参数估计方法

加权分数傅里叶变换(WFRFT)信号具有抗截获和抗调制识别等优点,在未来混合载波通信领域得到了广泛的应用;目前的研究大多集中在混合载波的应用及特性分析上,而在WFRFT参数估计方面研究较少;为了解决非协作通信场景中参数未知的问题,提出了一种基于Shintaro_K特征量的WFRFT参数估计理论;首先通过理论推导得到,最小化接收信号的Shintaro_K值可以准确估计出参数,然后对抛物线搜索算法进行改进,来搜索Shintaro_K特征量的最小值点;仿真结果表明,该WFRFT参数估计理论有效可靠,且与已有的研究方法相比,该方法具有相似的参数估计准确度,但具有更少的搜索次数和计算复杂度。     

一种基于WFRFT的跨层低截获波形设计方法

针对变换域隐蔽通信系统，分析了加权分数傅里叶变换(Weighted Fractional Fourier Transform, WFRFT)隐蔽通信系统抗截获性能。理论分析和仿真结果表明多加权项WFRFT隐蔽通信系统存在抗检测和抗调制识别性能边界，当权重项大于4时多加权项WFRFT通信系统低截获性能不会随着加权项的增加而改善。基于此，提出了一种跨层设计的并行WFRFT隐蔽通信系统。首先采用并行多路WFRFT变换思路，从信号维度增加变换参数个数；其次利用跨层设计思想解决当前WFRFT通信系统收发端同步问题，通过接收端地址控制每路WFRFT变换参数，从空间维度增加非合作节点截获识别信号的难度。仿真结果表明，与多参数项WFRFT隐蔽通信系统相比，所提出的跨层并行WFRFT隐蔽通信系统抗检测和抗调制识别能力更加突出。