MIMO系统探通一体化信号矩阵设计方法

由于多输入多输出(MIMO)系统具有波形、空间分集和多路复用等优势,MIMO探通一体化(DFRC)系统通过共享软硬件资源以同时实现目标探测和保密通信功能受到了极大关注。该文针对基于预编码矩阵调制的MIMO探通一体化系统,提出了基于交替方向乘子(ADMM)的一体化信号矩阵设计方法。通过用户和窃听用户参考密码本约束下最大化方向图峰值主瓣旁瓣电平比(PMSR),保证了探测方向图性能的同时防止通信信息被窃听。针对预编码矩阵通信解调问题,提出了基于交替方向惩罚(ADPM)的排序学习优化解调方法,提升了一体化波形信息解调效率。数值仿真验证了所提设计方法实现探通一体化的有效性,与已有算法相比可实现多用户通信和更高的PMSR。     

便携极低速对流层散射通信系统优化设计

针对便携极低速对流层散射通信系统的远距离应用,在分析散射信道快衰落特性的基础上,提出便携极低速通信系统分集接收方案,并给出不同分集重数情况下的误码性能理论曲线,在此基础上提出采用失真自适应接收的抗多径波形以获取最大隐分集增益,设计并实现高效低时延LDPC编码和窄带滤波器。仿真结果表明,纠错编码可获得5 d B编码增益,窄带滤波解决了极低速远距离通信存在的多普勒效应问题。在系统测试平台上对便携极低速散射通信系统性能进行实测,测试结果表明,该优化设计方案可有效提升系统能力。     

可见光通信中的OFDM技术的改进与仿真

传统无需增加直流的可见光通信OFDM技术(PAM-DMT),对子载波的利用率较低,受噪声干扰大。提出融合PAM-DMT以及DCO-OFDM信号的PDO-OFDM调制解调方法并对其进行改进,在PAM-DMT系统中融入DCO-OFDM信号,充分利用子载波资源,提升通信速率。对PDO-OFDM中三项参数进行合理设置,提高系统解码性能。通过频域分集合并方法改进系统的接收端,依据傅里叶变换的线性特征,直接在频域中进行减法运算,获取纯净的PAM-DMT信号在子载波实部中的数值,采用PAM-DMT改进接收端完成解调,增强系统的解码性能。仿真结果表明,所提方法优化了可见光通信的误码率,显著提升了系统的调整性能。     

面向频谱共存的MIMO雷达波形设计综述

多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷达良好的空间分集和波形分集能力使其在目标检测和参数估计等方面有着传统雷达无法比拟的突出优势。然而,随着信息技术的快速发展,雷达和通信系统对频谱资源的需求日益增长。频谱资源稀缺导致雷达和通信系统势必出现竞争频谱资源的问题,进而使得二者相互干扰并导致性能下降。针对面向频谱共存的MIMO雷达波形设计问题,介绍了MIMO雷达的基本概念、信号模型以及信号处理任务,对MIMO雷达波形设计问题的一般形式,以及面向典型应用场景的波形设计问题进行了概述。为通过发射波形设计提高MIMO雷达在频谱拥塞环境中的性能,对频谱约束下的MIMO雷达波形设计、MIMO雷达与通信系统协同设计和雷达通信一体化等领域的研究进展进行了系统的评述和总结,并展望了下一步的研究方向。     

基于时频修正与波形变换的MFSK信号调制参数盲估计

多进制频移键控(MFSK)信号被广泛应用于各种军用、民用通信系统中。针对其调制参数估计,现有的方法大多基于小波变换,但其存在抗噪性能差,参数不易选取等问题。通过对语图不确定原理的研究,该文提出一种语图逻辑与运算方法,并引入波形变换理论改善时频变换波形占空比,提高了估计算法的信噪比门限,完成低信噪比下MFSK信号调制参数的自适应盲估计。仿真表明,所提算法在抗噪声、频偏性能及参数选取鲁棒性上均优于现有常用算法,适合工程实践。     

基于小波的变换域通信系统抗干扰性能研究

变换域通信系统通过信道估计在变换域设计信号波形避开干扰,它没有采用载波调制,而是用一个类似噪声的基函数进行信息调制。对高斯白噪声信道下的取不同门限值的基于小波的变换域通信系统与DSSS的抗干扰性能作了比较分析,仿真结果表明基于小波的变换域通信系统相比于DSSS在单音、多音、线性调频、10%部分带宽干扰下误码率平均改进约10dB,在70%部分带宽干扰下误码率平均改进约5dB,并对基于小波的变换域通信系统门限值的选取给出了建议。     

甚低频信道小波调制方式研究

针对目前甚低频通信抗干扰能力,抗截获能力不理想问题,提出了甚低频通信系统的小波调制方式,该调制方式是将数据源经过逆小波变换发送信号,加入噪声后再经过小波变换在接收端接收,最后在接收端把接收信号同发送信号,得出其误码率。小波调制具有冗余度高、抗干扰性能强的特点。同时小波调制信号的时域波形类似于噪声,便于隐藏在噪声中传输,提高了系统的抗截获能力。与传统的频移键控(Frequency-shift Keying,FSK)调制比较,在3次联合估计下,小波调制方式的抗干扰能力优于传统的FSK调制方式。通过对甚低频通信系统进行仿真,验证了该算法的有效性。     

用于移动通信系统的发送分集技术

在分析接收分集技术最大比率接收合并(MRRC)方案的基础上，介绍了一种两分支发送分集方案。该方案采用2个发射天线、1个接收天线，可提供与1个发送天线、2个接收天线情况下的MRRC方案相同的分集增益。由于发送符号采用了正交性设计，该发送分集方案在接收端可以将不同的发送符号分离开来，分别进行最大似然检测。仿真结果表明，运用分集技术可大大改善无线通信系统的性能，且该方案和一发两收的MRRC方案性能相似、计算复杂性相同。该发送分集方案能更好地应用于移动通信系统。     

基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析

基于MIMO技术的DCSK通信方案,主要就是指在对于MIMO通信技术优势应用的情况下,设计的通过DCSK通信控制实现的一种MIMO-DCSK混沌通信方案。其中,MIMO通信技术在通信实现过程中,能够在不增加通信信号带宽以及发射功率的条件下,通过在通信系统的信号发射端以及接收端,进行多个发送天线和接收天线的设置使用,来实现对于通信过程中信道衰落与噪声的控制。本文主要结合DCSK混沌通信系统的通信原理,在进行基于MIMO技术的DCSK通信方案设计实现与仿真分析情况下,实现对于基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析与论述。     

基于小波变换的高光谱激光雷达回波微弱信号处理技术

针对高光谱激光雷达回波信号能量弱导致的波形信息常常淹没在噪声中而难以提取的问题,基于高光谱激光雷达原理验证样机系统采集到的高光谱激光雷达回波信号数据,通过分析小波变换参数选取对信号处理的影响,寻找到一种基于小波变换的高光谱激光雷达回波微弱信号的处理方法,即在sym6小波3层分解下,运用软阈值函数和启发式阈值处理可有效处理高光谱激光雷达回波微弱信号,运用该方法在仅有少量回波样本信号数量情况下,达到高斯拟合在数倍回波样本信号数量情况下的处理效果,降低了提取出波形信息所需要的高光谱激光雷达回波信号探测时间。     

基于WFRFT的抗调制方式识别方法

基于加权分数傅里叶变换(Weighted fractional Fourier Transform,WFRFT)提出一种新型的物理层安全通信方法,利用加权分数傅里叶变换对发送的信号进行预处理,然后通过正常的通信模块发送出去,在接收端将信号接收下来之后再经过一个加权分数傅里叶变换的反变换得到原始的发送信息,由于通过选择变换的阶数可使得经过变换以后的信号呈现出类似高斯噪声的特性,因此使用传统的盲信号检测和估计方法难于检测到该信号的存在。以基于高阶累积量的信号识别方法对WFRFT通信信号的抗识别性能进行了定量分析,仿真结果表明,经WFRFT处理后的信号具有良好的抗调制方式识别性能。     

一种基于无先导卡尔曼滤波的混沌相移键控通信系统的非相干检测方法

基于UKF算法,该文提出一种CSK通信系统的非相干检测方法。第一个发送符号作为训练符号,接收端根据第一个发送周期内的接收信号,应用UKF算法估计载波信号;然后将估计的载波信号和后续接收信号相乘,解调后续发送符号。与相干检测方法相比,这种方法不需要混沌同步。仿真结果表明,与已有的非相干检测方法相比,这种方法具有较好的误码性能,甚至比FM-DCSK通信系统的误码性能更好。     

集中式MIMO雷达研究综述

多输入多输出(MIMO)雷达作为一种新体制雷达,利用其发射波形分集的特点,在目标检测、参数估计、射频隐身及抗干扰等诸多方面展现出了突出的性能,经过学者们近20年的深入研究,基于正交波形的MIMO雷达相关理论日臻完善,并在汽车辅助驾驶、安全防卫等领域得到广泛应用。近年来,随着电磁环境感知及知识辅助等概念的引入,基于波形优化的MIMO雷达主动抗干扰、射频隐身、以及探测-通信一体化等技术受到学者们的关注并得到深入研究。该文力图对学者们近20年来围绕MIMO雷达的研究工作进行归纳与综述,内容主要包括:正交波形MIMO雷达原理、目标探测性能分析、典型应用;正交波形MIMO雷达波形设计与特点;基于知识的认知MIMO波形设计与算法;基于MIMO的探测-通信一体化波形设计与算法;MIMO雷达信号处理、数据处理及资源管理。论文最后对MIMO雷达在机载应用中的空时处理(STAP)、MIMO雷达在成像中的信号处理、以及基于时分多波形分集的线性调频毫米波MIMO雷达信号处理等进行了讨论。      

基于改进小波变换的通信信号噪声抑制研究

通信系统中存在许多噪声信号,对有效信号的传输造成不良影响。由于传统信号噪声抑制方法对信号特征提取不全面,导致噪声抑制效果不理想,基于改进小波变换的通信信号噪声抑制,提取通信信号时域特征,改进小波变换确定通信信号有效阈值,判定并分离出纯净信号,设计自适应滤波通信信号噪声抑制模块。测试表明,本次研究的噪声抑制方法的特征提取平均覆盖率较传统方法提升8.3%,输出信号中的噪声比例平均降低0.94%,达到较好效果。     

利用镜像传输实现OFDM载波间干扰抵消的方法

OFDM系统中由于存在载波频偏以及多普勒频移,使得系统易受ICI干扰,文中提出了两路分集镜像对称发送方式以降低OFDM系统的ICI干扰,该方法基于两路分集相位旋转共轭抵消方法,采用两路镜像对称的信号代替共轭对称信号,通过接收机的还原处理自动引入相位旋转因子,与相位旋转共轭对称方式相比,该方法避免了频偏估计以及回传处理,降低了系统复杂性,提升了系统传输效率。     

一种噪声调制技术及其性能分析

隐蔽通信对信号的隐蔽性能提出了很高的要求,为提高信号传输的隐蔽性能,适应现代隐蔽通信的发展需求,提出了一种噪声调制技术。噪声调制不同于传统的调制技术,利用噪声波形代替正弦波形,信号以真正的噪声波形进行传输,并具备一定的带宽优势;设计了一种直接采用噪声调制的通信系统方案,并分别与BPSK调制技术和直接序列扩频技术在抗噪声性能与隐蔽性能上进行了仿真对比,验证了噪声通信的可行性。     

超宽带通信中模拟空时码的一种子空间检测方法

该文针对应用于超宽带(UWB)通信中的模拟空时码, 提出了一种基于子空间的盲检测方法。在接收端不需要估计信道,利用信号子空间和噪声子空间正交的性质,建立了一个二次型,最小化该二次型就可得到发送信号的估计。平坦衰落信道环境中的仿真表明,子空间方法能够实现和相关接收相同的分集增益;当多个连续的空时码联合解码时,其性能优于现有的非相关解码方法。     

面向无人机网络的通信感知一体化的高效能波形选择方法

将感知功能集成入通信设备实现通信感知一体化功能，正在成为无人机通信网络的一个关键特征。现有通信感知融合方案集中于单一波形下的设计，缺乏对无人机飞行场景和波形的适配性研究；此外，无人机感知方式集中于雷达主动探测感知，无人机网络内存在较大的感知信息共享开销。基于此，首先梳理了典型通感融合波形的算法复杂度、载荷能力以及在高动态场景下的误码率性能等指标，引入综合效能指标以表征不同波形的综合能效特征，提出了一种基于感知信息驱动的通感融合波形选择机制，并针对该选择机制中所需决策算法进行了讨论分析，设计了一种“基于先验信息辅助的Q-Learning”波形决策算法，通过结合无人机事先已训练所得“感知信息-波形”先验信息映射与应用“Q-Learning”方法对实际飞行场景进行动态学习，实现在不同场景下无人机所采取通信方案的综合效能提升。为进一步降低主动感知无人机间系统开销，基于所提波形选择机制又提出了一种信号发送端主动感知与信号接收端被动感知相结合的主被动融合感知方案。最后通过仿真证明所提波形选择机制可以显著提高综合效能，验证了“基于先验信息辅助的Q-Learning”波形决策算法性能近似于理想判决，同...     

水下通信定位识别一体化波形优化方法

为提升水下态势感知能力与态势信息交互的需求,通过分析水声通信信号波形参数与水声定位精度、识别概率间的关联关系,提出水下通信定位识别一体化波形优化设计方法和准则,给出水下一体化波形的具体设计流程,确定水声通信信号参数对水声定位、识别性能的约束关系。     

基于FPGA电力线多载波发送系统的实现

为克服电力线通信过程中的干扰,在电力线单载波通信的基础上,提出多载波传输系统的设计。该设计综合了多载波传输技术与分集合并接收技术,从而达到增强信息传输可靠性的目的。本设计基于FPGA设计语言,在Nexys3开发平台上搭建发送系统,通过串口接收上位机信号,整理封装成帧,并采用数字方式产生多载波信号进行发送。