战术跳频通信系统同步技术研究

提出了一种具有较强抗干扰能力的适合战术跳频通信同步系统的同步方案.采用同步字头和时间信息TOD相结合的方法实现跳频同步.首先研究了跳频同步方法、同步信息格式和跳频同步的捕获和跟踪,最后对该方案进行了同步性能的分析,证明该跳频同步系统具有同步时间短,捕获概率高和虚警概率低的特点.     

水声跳频信号源的硬件平台技术研究

构建了一种基于单片机89C52和DDS芯片AD9831产生水声跳频通信信号的硬件平台。研究了水声跳频图案与混沌跳频序列的特点、跳频通信的数据帧结构,并将跳频编码与FSK调制算法付诸于硬件平台中实现,发射的跳频信号可以控制接收装置的工作状态,外场水库的水声通信试验结果验证了硬件方案的可行性。     

高速跳频通信同步捕获方法的研究与仿真

同步技术是跳频通信系统的关键技术之一。针对高速跳频通信系统中同步的要求，采用同步头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。文章研究了同步序列格式、跳频图案同步、位同步等问题，分析了同步性能，使用Matlab6．5完成了仿真验证。同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。     

基于FPGA的跳频通信系统开发

为了提高通信的抗干扰和保密性,对跳频通信进行了研究,通过分析跳频通信的实现方式,提出基于FPGA的跳频通信系统实现方案。该方案中发端信号采用QPSK调制,接收端采用超外差接收以达到减少噪声和提高接收灵敏度的效果,接收端跳频同步采用等待自同步的跳频捕获和基于延迟锁相环的跳频跟踪。测试结果表明所设计的跳频通信系统可以正确实现跳频通信。与传统跳频通信实现方案相比,该方案具有灵活性强、开发周期短、开发费用低等优点。     

基于混沌序列的水声差分跳频G函数仿真

基于保密通信、组网通信的考虑,提出将差分跳频技术应用于水声通信并给出了系统模型,可以克服传统跳频通信的数据率不高和同步困难等不足.从CHESS电台G函数产生的跳频图案的缺点出发,利用混沌序列构建出新的G函数,将混沌序列按照一定的方法分割,冉将数据信息调制在随机序列上用以产生跳频号,对新旧G函数产生的跳频图案进行了性能检验和仿真分析.结果表明,新的G函数产生的跳频序列有良好的均匀性、随机性,应用于水下通信可以更好的抗水下干扰和多途,实现保密通信和组网要求.     

高速快跳扩频信号的快速捕获技术研究

快速捕获技术是高速跳频系统中的关键技术,传统的等待搜索法具有一定的局限性.为了提高高速跳频系统的同步性能,在高速跳频系统中采用扫描和多次驻留检测的捕获方案,将多次驻留检测过程建模为马尔可夫模型,并通过在Matlab7.0/simulink环境中进行仿真,得到了捕获检测概率和捕获时间的仿真结果.仿真表明,经过70 ms后,系统达到同步;采用该方案,能够缩短捕获时间,提高系统性能.     

跳频OFDM系统同步技术的研究与仿真*

摘要：跳频OFDM通信系统具有抗干扰和抗多径衰落的能力,能够大幅提高无线通信系统的信道容量和传输效率。同步技术是FH-OFDM系统关键技术,其性能直接影响到FH-OFDM系统可靠性和鲁棒性。将基于扫描的跳频同步方法与OFDM同步技术结合在一起,完成跳频OFDM系统同步。研究表明,这种算法具有很好的工程参考价值,且当多个频点被干扰时,系统正确同步概率和OFDM符号正确同步概率性能较好。     

基于Simulink的跳频通信同步字头法仿真

同步技术是跳频通信的关键技术之一。重点分析跳频通信同步方法中的同步字头法,在跳频通信原理的基础上,分析同步字头法实现同步的原理。针对同步字头容易暴露和易受干扰的特点,提出一种新的利用系统频率表的索引号来实现跳频同步的方法,研究同步序列的格式并且对其同步性能进行分析。最后利用Matlab的Simulink工具对其实现仿真,同时为了更加方便地修改模型中的参数以及绘制仿真得到的波形图,为该仿真模型建立图形用户界面(GUI)。仿真结果表明,该模型在高斯白噪声条件下能快速地完成跳频通信系统的捕获和跟踪,系统同步时间大大地减小并且与理论分析值相符,仿真得出的误码率也在容许的范围内。     

数字跳频快速同步方案设计与FPGA实现

本文设计了一种全数字高效的跳频同步方法,详细介绍了其基于FPGA硬件平台的实现方案.此方案采用了快速出局捕获和计数跟踪的方法,并用Verilog HDL进行电路描述.后仿真验证表明,在信噪比为-12dB的情况下仍能在短时间内达到精确同步.该方案具有抗干扰能力强,捕获时间短,结构简单等优点.在跳频通信中具有广泛的应用前景.     

基于电离层网格辅助的卫星快跳频信号快速捕获算法*

卫星抗干扰通信系统中,采用相干快速跳频信号能有效提高信号抗转发式干扰和抗截获能力。由于电离层色散的存在,快跳频信号捕获时需要搜索电离层TEC值以消除电离层传播延迟。地面站采用全球电离层垂直电子总数(VTEC)网格信息辅助跳频信号捕获,利用卫星仰角信息得到传播路径上TEC值及各频点传播延迟,据此调整各频点内积分结果实现多频点相干积分,降低捕获搜索维度。推导出电离层VTEC网格精度误差导致的捕获能量损失,克服了电离层色散对相干BPSK跳频信号相干累积的影响,分析了本算法相对搜索TEC算法的简化效益,研究结果对不同频带的卫星跳频信号同步具有参考价值。     

认知型宽带恒模阵列水声通信多用户信号分离与干扰抑制算法

提出了一种适用于水声通信系统节点多用户信号获取与干扰抑制的宽带空时恒模阵列算法,实现多用户信号提取和宽带干扰的抑制。该算法与常规恒模阵列相比,具有更强的多径与干扰抑制能力。作为认知水声通信技术的重要组成部分,采用时频分析与瞬时自相关等调制特征提取算法,对宽带恒模阵列获取的多用户及干扰有效分类,从而为不同调制用户解调及干扰抑制提供解决方案。计算机仿真验证了该认知处理算法结构的良好性能。     

基于通信网络算法在水下通信中仿真研究

研究通信网络在水下通信效率优化问题,由于海洋的复杂环境、水声不稳定以及水声受到介质噪声的干扰,造成水下通信率低。为了解决上述问题,建立了一种H∞滤波器节点移动预测算法的资源预留机制,为节点在水声网络中提供基于移动IP的QoS保障。根据移动节点的移动方向判断其即将加入的子网,在子网中提前预留资源,其它子网不再为移动节点提前预留资源,从而节约水声无线通信网络有限的带宽、能量等资源,并进行仿真。仿真结果表明,改进的方法能够为水声网络提供较高的资源利用率,在时延、吞吐量等方面提供有效保障。     

水声扩频通信系统通信距离模型的改进与仿真

通信距离是水声扩频通信系统性能的关键指标之一.扩频技术是通信领域较为成熟的成果,在水声通信中的应用带来了新的问题.首先对传统的声纳优质因子距离模型进行了阐述;然后介绍并分析了扩频通信技术在水声通信中的应用,依靠平滑平均场理论,对传统的声纳优质因子通信距离预报模型进行改进,首次提出了适合水声扩频通信的距离模型;最后进行仿真计算,从仿真的结果来看,该模型无论在原理上,还是仿真结果都符合水声扩频通信系统的实际,具有一定的指导性和较强的实用性,达到了较为理想的效果,可以为各种水声扩频通信系统提供通信距离预报.     

声诱饵仿真评估系统的研究和应用

水声对抗过程中使用声诱饵对鱼雷进行软杀伤是一个重要的阶段,计算机仿真对声诱饵型号的研制有重要的促进作用。该文立足于服务型号研制,构建了一个基于DIS的声诱饵仿真系统,其中包括鱼雷、海洋声信道和声诱饵等声节点,以及导演台、网络通信和终端演示等必要的支撑。该系统将目标定位于声诱饵诱骗鱼雷的对抗阶段。文章详细描述了系统的实现过程及其评估功能。     

基于改进盲均衡算法的水声通信可靠性研究

关于水声信道通信优化问题,水声通信中复杂信道存在码间干扰极易影响通信质量,需要进行均衡提高通信数据的可靠性,传统的自适应均衡方法是通过发送训练序列对信道特性捕获并更新参数完成均衡,然而对于快速时变的信道,不能快速得到信道特性无法及时对通信均衡,造成均衡性能不强、水声通信数据可靠性不高。为此,提出改进的盲均衡算法,盲均衡算法不需发送训练序列,只需知道发送序列的统计特性就可对发送信息恢复,可保证均衡的及时性,在盲均衡的基础上采用小生境技术对其改进,优化盲均衡搜索到的最优解,从而提高均衡的性能。实验表明,小生境技术的改进盲均衡算法能够快速捕获信息特性并及时准确地对信号进行均衡,具有较高的均衡性能,保证了通信数据的可靠性,为水声信道优化提供了参考。     

浮标式无线远程水声数据采集系统设计

在讨论水下远程数据采集特点的基础上,给出了一种采用小型浮标式外形结构、24GHz无线传输方式的远程水声数据采集处理系统的设计与实现。经海上实验验证,与同类水下采集处理系统相比,其具有小型化、无线传送距离远、高传输带宽、信号动态范围大、可无线移动和通信质量好的优点。     

基于FPGA的水声信号高速采集存储系统设计

介绍了一种基于FPGA的水声信号数据采集与存储系统的设计与实现,给出了系统的总体方案,并对各部分硬件和软件的设计进行了详细描述。系统以FPGA作为数据的控制处理核心,以存储容量达2 GB的大容量NAND型Flash作为存储介质。该系统主要由数据采集模块、数据存储模块和RS-232串行通信模块组成,具有稳定可靠、体积小、功耗低、存储容量大等特点,实验证明该系统满足设计要求。     

基于嵌入式技术的水声传感网和#br# VHF通信网络的互联网关设计

针对水上船舶用户对水下网络监测存在长延时和高费用问题,结合水声传感网特点和水上船舶常用VHF通信设备,采用嵌入式技术,提出一种面向水上船舶用户的水声传感网和水上VHF通信网的无线网关设计方案,对网关的软硬件系统进行设计。仿真结果表明,嵌入式网关实现了水声传感网和VHF通信网的互联互通,具有较高的理论与实际应用价值。     

Underwater acoustic communication and the general performance evaluation criteria

Driven by the huge demand to explore oceans, underwater wireless communications have been rapidly developed in the past few decades. Due to the complex physical characteristics of water, acoustic wave is the only media available for underwater wireless communication at any distance. As a result, underwater acoustic communication (UAC) is the major research field in underwater wireless communication. In this paper, characteristics of underwater acoustic channels are first introduced and compared with terrestrial communication to demonstrate the difficulties in UAC research. To give a general impression of the UAC, current important research areas are mentioned. Furthermore, different principal modulation-based schemes for short- and medium-range communications with high data rates are investigated and summarized. To evaluate the performance of UAC systems in general, three criteria are presented based on the research publications and our years of experience in high-rate short- to medium-range communications. These three criteria provide useful tools to generally guide the design and evaluate the performance of underwater acoustic communication systems.     

SOC水声信道模型及其计算方法研究

对水下声波通信环境中的无线传播信道直达与非直达环境进行研究,引入几何参考模型,设计出相关模型。假设在三维水下空间的一个二维竖直横截面上均匀分布着数量无限的散射体,文中推导了水声信号到达角的概率密度函数、时间自相关函数以及多普勒功率谱密度的表达式,并分析了其几项主要参数对信道统计特性的影响。文中根据假设的参考模型提出了SOC(Sum of Cisoids) 水声信道模型,以及所需参数的两种有效计算方法,并对二者的性能进行了比较。该研究拓宽了水下无线信道建模的研究方向,并且很大程度地减少了数值计算开支,降低了模型的设计与仿真的复杂度。