一种认知网络中新颖的UWB脉冲

凭借其巨大带宽处理增益,超宽带可在低于-41.3 dBm/MHz的超低功率谱下进行通信,这符合认知无线电中undelay频谱共享方式的要求,即认知用户的信号发射谱不会干扰其余合法用户.为此,各种频谱管理机构对UWB系统的发射功率有严格限制,因而设计满足频谱模板的UWB脉冲就变得至关重要.针对已有的满足频谱模板的UWB脉冲设计中存在的缺点,提出一种能获得更高频谱利用率的全新UWB脉冲,该脉冲具有良好的自相关特性,减少了时间受限情况下的多址干扰,极大提高了网络容量,与其他满足频谱模板要求的脉冲相比其性能是最好的,本文设计的UWB脉冲不受调制多址方式影响,在短距离无线通信和认知无线电中有广泛而重要的应用.     

基于频段及带宽限制设计UWB脉冲的算法

对Rayleigh脉冲n阶导数归一化谱密度(PSD)的峰值频率、带宽与脉冲形状参数α、n的关系进行了研究，根据联邦通信委员会(FCC)对超宽带(UWB)脉冲带宽及峰值频率的限制提出了一种设计UWB脉冲的新算法. 此算法首先通过图解法求出满足FCC频谱要求的求导阶数n，然后根据频谱模板对UWB脉冲频谱的限制利用迭代法来求α值. 在满足频谱模板的情况下此算法能求出α的一个范围，即可以设计出无数个满足FCC频谱规划的脉冲.     

UWB脉冲正交综合优化设计算法

从提高频谱利用率和满足FCC辐射掩模规定的角度出发,采用频域反推和时域正交综合相结合的设计方法,利用扁长椭球波函数(PSWF)来生成脉冲基。在此基础上,应用基于有限项PSWF脉冲基的正交综合来优化设计UWB成形脉冲。仿真结果表明该算法设计的脉冲不仅能很好地满足FCC辐射掩模的要求,而且具有较好的频谱利用率。     

一种基于脉冲压缩的UWB成形脉冲设计方法

基于压缩Chirp脉冲与信号的线性叠加，提出了一种产生超宽带(UWB)成形脉冲的新方法. 该方法可以灵活方便地得到符合特定频谱要求的成形脉冲，能抑制UWB系统与窄带通信系统之间的同频干扰. 仿真结果表明，产生的UWB瞬时成形脉冲, 其功率谱密度分布符合美国联邦通信委员会(FCC)的要求，而且具有极高的频谱利用率；不需要在整个频段降低发射信号的功率，就可以解决UWB系统与现有窄带通信系统之间的频谱共存问题.     

UWB通信信号的频谱分析

分析了超宽带冲激无线电的脉位调制、通断键控调制和脉冲幅度调制的信号模型。阐述了UWB通信的传输速率高、保密性能好和抗多径衰落强等优点。推导了UWB通信信号的时域和功率谱密度闭式表达式,并对UWB通信信号频谱进行了分析,并对实际UWB通信信号的功率谱密度进行了计算机仿真。     

使用B样条的UWB脉冲优化设计方法

超宽带(UWB)脉冲波形设计不仅要求满足正交性,还要满足UWB系统信号发射所要求的FCC频谱限制．基于B样条良好的性质,利用样条函数逼近原理,提出了一种使用B-样条来设计UWB脉冲波形的方法．从B-样条产生电路构成的通信系统出发,将波形设计问题转化为有约束的逼近问题求解．该逼近优化问题把频谱利用率作为目标函数,正交性和频谱屏蔽作为约束条件．所以这种方法设计得到的UWB模板信号频谱在符合规定频率特性的同时,还能较大程度地提高频谱利用率,实现电路也简单易行．仿真验证了该方法的可行性和优点．     

利用小波函数生成UWB正交成形脉冲序列的方法

基于小波函数和Hermite矩阵特征向量，提出了一种产生超宽带（UWB）正交成形脉冲序列的方法。首先利用小波函数产生小于1 ns的脉冲波形，然后构造Hermite矩阵，根据其特征向量和Gram-Schmidt过程得到UWB正交成形脉冲序列。仿真结果表明，利用这种方法产生的UWB正交成形脉冲的功率谱密度分布满足美国联邦通信委员会 (FCC)频谱模板的要求，具有优良的频谱利用率和很好的自相关与互相关特性，可以满足UWB对于减小多用户间干扰的要求。     

符合中国辐射掩蔽的UWB脉冲设计

超宽带(UWB)技术具有抗干扰性能强,传输速率高,通信容量大,发送功率非常小,结构简单,保密性能好等优点. 脉冲波形的设计是UWB系统的关键技术之一,针对缺少满足中国辐射掩蔽的UWB脉冲设计的问题,分析了UWB脉冲中国辐射掩蔽限制条件,选择高斯导函数脉冲作为UWB基函数,采用迭代算法,设计了满足中国辐射掩蔽的UWB脉冲,Matlab数值仿真结果表明,该组合脉冲的频谱不仅能够满足中国辐射掩蔽的要求,而且具有较好的频谱利用率,对于推进UWB在我国的应用具有现实的工程意义.     

一种基于CSS的认知UWB系统脉冲波形设计方法

在采用IR方案的CUWB系统中,需产生能适应频谱环境的频谱灵活的CUWB脉冲波形.提出一种基于CSS的认知UWB脉冲设计方法,产生的脉冲波形符合FCC频谱模板要求,频谱旁瓣低,频谱结构可随意调整.该方法实现简单,计算复杂度低,并可得到多个准正交的UWB脉冲信号波形,可用于波形调制和多址技术.     

超宽带正交脉冲波形设计

超宽带系统利用窄脉冲传输信息,其系统性能受脉冲的功率利用率影响.为了使脉冲波形充分利用FCC功率谱密度规范所划分的频段,该文从最大化功率利用率的角度出发,采用半正定规划的方法设计了一组脉冲超宽带的正交波形.设计得到的脉冲波形具有时域持续时间短、频域满足FCC规范及功率利用率高等优点,并且不同脉冲间在零点处互相关系数小,正交性好.通过将目标函数中的2-范数转换成1-范数,可以进一步增加正交波形的功率利用率,从而有效提高接收端的信噪比.设计结果表明这种设计方法是一种满足规范要求的较为理想的方法.     

CDMA系统中改进的功率控制算法研究

提出了一种CDMA系统中改进的自适应功率控制算法．新算法基于信噪比测量，采用卡尔曼滤波器估计信道衰落，采用记忆单元记录功率控制调整指令历史，并综合利用两方面的信息来决定下一次的功率调整步长。该算法在一定程度上可以有效克服信道中深度衰落和快衰落带来的影响，并改善CDMA系统的性能．     

脉冲超宽带通信系统功率谱分析与控制

由于脉冲超宽带通信系统可以无需许可地与其他系统共享工作频带，因此其功率谱受到严格限制，为了能够有效控制功率谱来满足特定频谱要求，通过理论分析的方式研究了多址方式、调制方式以及基带脉冲波形对功率谱的影响．基于此分析，深入研究了采用脉冲极性随机化处理、最大化功率利用率波形设计和码谱设计等方法控制功率谱的问题，并进行了具体设计和仿真验证．结果表明，综合采用上述方法，可以使系统具有灵活的频谱特性．     

Novel anti-noise-uncertainty spectrum sensing algorithm based on power spectral density segment cancellation

Since noise uncertainty seriously degrades the spectrum sensing performance of energy detection algorithms, a novel spectrum sensing algorithm based on the power spectral density segment cancellation (PSDSC) is proposed. This spectrum sensing algorithm, which can yield real-time and robust performance, makes use of the un-correlation of different power spectrum lines and takes the ratio of some PSD (power spectral density) lines to the residual PSD lines as the detection statistics. Theoretical analysis and simulation results show that the PSDSC algorithm can overcome the noise uncertainty problem effectively and that the decision threshold does not vary with the ambient noise level of secondary users. The PSDSC algorithm could offer a high probability of detection (P_d) at a low probability of the false alarm (P_fa) for a wide range of signal to noise ratios (SNR) and could be applied to spectrum monitoring and cognitive radio systems in the complex electromagnetic environment.     

基于STM32频率跟踪控制的无线电能传输系统设计

在磁耦合谐振式无线电能传输系统中,当传输线圈偏移和负载发生变化时,会改变系统的谐振频率点,导致系统工作在失谐状态,传输效率大幅度下降。针对该问题,设计了一种基于STM32频率跟踪控制的无线电能传输系统。首先从原理上对串-串(SS)型系统的失谐进行了分析,得到高频逆变器输出电压和电流的相位角与谐振频率的关系;然后通过实时监测发射线圈电流和高频逆变器输出电压,并在控制器中计算其相位差,再根据相位角与谐振频率的关系对系统的工作频率进行实时连续调节,使系统重新恢复谐振;最后选用STM32F407作为主控芯片,搭建了SS型无线电能传输系统进行实验验证。实验结果表明,该方案可以实现系统频率的实时调节,保证系统重新达到谐振状态,提高了系统的传输效率。     

认知无线电加权联合频谱感知优化算法

为了提高认知无线电联合频谱感知的性能,对加权联合频谱感知算法进行了研究,并对权重和观测时间2个感知参数进行了优化.算法基于给定的检测概率,通过选择最优的权重使认知无线电获得最小的虚警概率;还提出了二分算法,通过该算法,认知无线电能够获得最优的观测时间.仿真结果表明:相比未加权的联合频谱感知算法,提出的算法能够获得更低的虚警概率和更高的频谱利用率,并且相比穷举算法,二分算法的计算量要更低.提出的算法能够使认知无线电在授权用户的干扰容限内获得最大的频谱利用率.     

线性体系在空间相关地面运动下反应谱矩的分析

本文研究了在空间相关地面运动数学模型下线性体系振动反应的前三阶谱矩的特点和它们的解析计算方法．本文的分析有助于对空间相关振动问题的全面认识和应用分析。     

PAM TH-UWB信号对窄带系统的干扰分析

以通用的窄带接收机结构为基础,分析了采用脉冲幅度调制(PAM)的时跳超宽带(TH-UWB)信号对窄带系统的干扰问题,推导出了计算干扰功率的一般闭合公式.分析闭合公式,得到超宽带信号的基本参数对干扰功率的影响.在超宽带脉冲和信号平均功率固定时,给出了降低超宽带信号干扰功率的信号设计方案.通过仿真实验证明了计算公式的精确性和信号设计方案的适用性.     

一种自适应跳频中的干扰检测算法

为提高跳频通信系统的可靠性和稳定性,根据线性数字调制信号的特点,对信号进行非线性变换,应用变换后信号的功率谱密度中所包含的信号特征信息,提出了一种适合于自适应跳频的干扰检测算法。该算法基于贝叶斯决策理论,属于盲信干(信噪)比检测。仿真结果表明,该算法满足跳频通信系统的要求。