单矢量差分幅度相移键控正交频分复用水声通信研究

为了在不牺牲通信带宽利用率的前提下,进一步提高水声通信质量,在描述高阶差分幅度相移键控调制技术和单矢量信号处理技术的基础上,基于矢量水听器和高阶差分调制技术,提出一种应用于正交频分复用（OFDM）通信体制中的高速水声通信系统。根据实际水域声速梯度真值,利用信道仿真软件建模实际水声信道,仿真研究通信系统在此信道下的通信性能。研究结果表明：对矢量水听器采集的声压和振速通道信号进行p+3v_c线性联合处理可获得增益,单矢量差分幅度相移键控OFDM通信系统比标量差分幅度相移键控OFDM系统的通信效果有明显改善,验证了该系统的可行性和优越性。     

声屏蔽水下多址接入研究

针对水下多用户通信中存在的多址干扰问题,提出一种基于声屏蔽的多址接入方法。声屏蔽是利用不同信源与接收阵之间的多途信道差异实现多址接入的。通过对接收信号的屏蔽聚焦处理,使得多址干扰被有效抑制,信源信号被时反聚焦后得到增强,多途影响将明显减弱。将声屏蔽与正交频分复用(OFDM)结合,设计出了基于声屏蔽的OFDM多用户通信系统,该系统可以在不占用额外带宽的条件下实现多用户通信。通过理论分析和仿真研究表明:声屏蔽不仅能够抑制多址干扰,同时也对期望信号进行聚焦,可以有效提高通信系统的数据吞吐量,降低误码率。此外,声屏蔽允许在同一方向上对不同用户同时通信。     

水声混沌跳频通信技术研究

准确地遥控水下探测器的工作状态要求水声通信具有非常高的可靠性与保密性,因此水声通信的数据传输变得尤为重要。研究了低信噪比下的水声跳频通信技术,分析了混沌跳频图案的实现和水声跳频信号的低信噪比检测问题,介绍了编解码中的同步技术,并提出一种纠错码—扩展Hamming码在水声跳频通信中编码检错及纠错译码的实现方法。同时对该方法的性能进行了外场水库实验,验证了它在低信噪比水声通信中的可行性。     

一种有效抗多途的水下跳频通信系统研究

重点研究了跳频技术的原理、水下声遥控通信中使用跳频方案（FH／MFSK）的可能性和水下信道环境对跳频性能的影响；给出了基于跳频序列控制滤波器组和周期图进行跳频解码的方法，并进行了统计性能仿真，结果表明：这种FH／MFSK的水下通信系统可更有效地克服水下多径和部分频带干扰的影响，在恶劣的水下环境仍可得较高的数据率。     

循环后缀在水声时反正交频分复用系统中的应用研究

受声速梯度分布、收发节点相对位置等因素影响,水声信道中存在能量最强的多途信号不是最先到达接收端的情况,此情况下对于正交频分复用（OFDM）通信若单一添加循环前缀作保护间隔,在以接收功率最强信号作定时同步时基时,当前符号内信息会受到下一符号信息的污染,进行快速傅里叶变换（FFT）的数据除了本符号数据外还包括了下一符号的循环前缀数据,从而破坏了子载波间正交性,也引入了符号间干扰,导致通信性能下降。为此提出在原有的OFDM数据结构中添加循环后缀,以保证FFT操作的数据为当前符号内信息,即使定时不精确产生k个采样点的偏差,也只是相位偏转2πnk/N,差分编解码技术即可完成相位补偿和校正,保护了子载波间的正交性;同时提出将循环后缀与时间反转镜技术相结合应用于水声OFDM通信系统中,抑制时反信道主峰两侧旁瓣引起的等效多途影响,使得时间反转镜技术适用于OFDM系统,提高系统性能。理论分析和仿真研究验证了循环后缀应用于水声OFDM通信系统的可行性和有效性。     

基于导频的OFDM雷达通信一体化波形设计

为高效实现雷达通信一体化，提出了一种基于导频的正交频分复用(OFDM)雷达通信一体化波形设计方法。该方法充分利用通信系统中已有的导频信号，将导频与相位编码信号结合，实现雷达探测功能，且对通信速率等通信性能的影响较小。同时，为进一步增强雷达信号的抗干扰能力，引入混沌序列作为导频的相位编码序列。仿真结果表明，设计的一体化信号的模糊函数图呈优良的图钉形状，具有较高的距离-速度分辨率，同时，整体系统具有较高的通信速率与较低的通信误码率。     

非系统卷积码代数纠错译码中误码扩散的压缩

理论研究表明,在同样的编码约束度和码率情况下,非系统卷积码比系统卷积码有更大的自由距离,因而非系统卷积码的不可检测错误概率比相同约束长度的最好系统卷积码小得多。但由于非系统码构造比较复杂,尤其是采用结构简单、工程上易于实现的代数译码时,由于其纠错能力受编码约束长度的限制,在信道误码率较高并且超过译码器的纠错能力时,就会出现错误译码和大量的误码扩散。本文以7(2.1)非系统卷积码为例,讨论了非系统卷积码代数译码中的误码扩散情况,提出了一种有效的压缩误码扩散的方法。     

基于OFDM的雷达通信一体化信号

为了解决雷达通信系统的一体化问题,提出一种基于正交频分复用(OFDM)的雷达通信一体化信号实现方法。该方法将OFDM和二相编码相结合,信号码元采用二相编码,编码后的信号调制到OFDM的子载波上并行传输。仿真结果表明:基于OFDM和二相编码的一体化信号与OFDM信号的时域波形相同,具有较好的隐蔽性;一体化信号的雷达模糊图呈现理想的"图钉状",代表该信号的雷达探测能力较好。     

单载波频域均衡技术及其在水声通信中的应用

论述了水声通信单载波频域均衡（SC-FDE）的基本原理、系统框架以及在SC-FDE系统中所采用的基于导频的最小平方（LS）信道估计方法。针对水声通信信道的特点，分别对SC-FDE和OFDM在相同多径效应和多普勒频移条件下的性能进行了分析，结果表明：在较高信噪比条件下，SC-FDE可比OFDM更有效地对抗多径和多普勒频移的影响。此外，SC-FDE还能克服OFDM存在的峰平功率比（PAR）过大的问题。该技术在水声通信中有良好的应用前景。     

编码的非相干混合DS—SFH MFSK调制扩频通信系统在部分带宽多频干扰时的性能分析

本文针对部分带宽多频干扰（partial band multitone jamming)信道环境下,MFSK调制非相干混合DS-SFH扩频通信系统性能研究的基础上,对使用RS（V,K）码和双k卷积码等几种不同前向纠错信道编码的MFSK调制非相干混合DS-SFH扩频通信系统性能进行了分析、计算和比较,同时分析和讨论了部分带宽噪声干扰、前向纠错编码等对系统性能的影响,得到一些重要结果。     

一种减小正交频分复用系统峰均功率比的方法

介绍一种只需有效保持系统带宽效率的情况下,恰当选择各子载波的时域波形,为信道编码留下余地便可以改善信号的峰均功率比(PAPR)特性的技术方法。该技术是基于改进Nyquist脉冲反转双曲正切脉冲(FSECH)成形技术(NS),其思想是将原始数据序列和成形脉冲矩阵相乘产生新序列,使多载波的各子载波符号间具有一定的相关性。此方法便于实现,适用任何载波系统,对多载波系统,可以带来3 dB的抑制效果,给出CCDF和系统性能BER仿真图。     

Turbo-DFH Coding and Iterative Decoding

We combine the Turbo codes with differential frequency hopping （DFH） technique and propose a new technique called Turbo-DFH coding. The structures of Turbo-DFH encoder and decoder are given. Taking aim at characteristic of Turbo-DFH system, the modified Log-MAP algorithm is presented and used for iterative decoding of Turbo-DFH decoder. Simulation results show that because the ideas of random coding and iterative decoding are used, the bit error rate （BER） performance of the Turbo-DFH system is better than that of the conventional DFH system.     

基于MFCC的OFDM信号子载波调制方式识别方法

针对多径信道下传统的OFDM信号子载波调制方式识别方法存在识别率不高,判决门限不易确定,子载波调制方式识别不全面等问题,提出一种基于MFCC的OFDM信号子载波调制方式识别方法.利用语音模型下的识别算法提取OFDM信号的MFCC特征参数,计算出各阶MFCC特征参数的平均标准偏差和平均变化率,并将两类参数的组合作为OFDM信号子载波调制方式分类特征量对子载波调制方式进行识别.仿真实验结果表明,该方法能够有效实现多径信道下OFDM信号子载波多种调制方式的识别,且识别性能优于传统方法.     

基于OFDM的数字电视地面广播传输系统

基于OFDM的数字电视传输系统由纠错处理和数字调制等组成.采用数据加扰技术使输入的高码率串行数据流与8bit伪随机序列进行模2加.对加扰后的数据字节进行纠错编码和数据交织,再经串/并转换均匀分散成N路.N路符号分别对N个子载波调制,得到FDM信号.最后进行并/串、D/A及模拟处理,形成中频信号,通过发射机调制到高频载波上实现发送传输.     

视频流式传输中最优速率分配方法的研究

本文在速率失真函数的基础上,提出了适合精细可分级编码视频流的最优的速率分配方法.该法是在给定的速率限制下,使整个视频序列的平均峰值信噪比(PSNR)最大,也就是使序列的总体失真最小.为此,首先建立增强层的速率失真函数,然后使用拉格朗日乘子方法来求解这个条件最优问题的解.实验结果表明,与公平速率分配相比,最优速率分配不仅可以改善精细可分级编码的编码效率,使整个视频序列的平均峰值信噪比提高12.288dB,而且能够使解码视频的质量波动更加平滑,此外,还能更高效的利用网络带宽.     

MIMO-OFDM 技术在无人机数据链中的仿真运用

针对日益增长的无人机信息传输速率和可靠性要求,对MIMO-OFDM技术在无人机数据链中的仿真运用进行研究。在分析MIMO和OFDM技术特点的基础上,提出使用MIMO-OFDM技术的无人机数据链模型,利用Matlab对采用OFDM技术的MIMO和SISO无人机数据链误码率性能进行仿真,并指出下一步研究内容。仿真结果表明:采用MIMO-OFDM技术可有效降低误码率,克服码间干扰,比传统SISO和单载波更加适合无人机通信。     

浅海水声信道中重复累积码性能研究

针对浅海水声信道的强多途、长时延、严重衰落等特点,需采用性能好、能够实现线性编译码便于实时处理的信道纠错码技术以提高水声通信系统可靠性的问题,提出重复累积(Repeat-Accumulate针对浅海水声信道的强多途、长时延、严重衰落等特点,需采用性能好、能够实现线性编译码便于实时处理的信道纠错码技术以提高水声通信系统可靠性的问题,提出重复累积(Repeat-AccumulateRA)码作为浅海水声信道的纠错码方案。建立RA码在浅海水声信道中的仿真模型,比较其在不同浅海水声信道模型下的性能,通过水池数据传输实验研究编译码参数对RA码性能的影响,并以水下图像传输实验进一步验证该编码方案。仿真和实验结果表明：RA码在浅海水声通信系统中具有较强的纠错能力,选择合适的参数会进一步提高编码增益。与Turbo码和LDPC码的编译码复杂度对比,RA码能够实现线性时间编译码,算法复杂度低,硬件实现简单,在水声通信中具有非常好的应用前景。     

再入飞行器正交频分复用遥测系统设计

正交频分复用是一种无线通信技术,其频谱利用率高,非常适合高速数据传输,在再入飞行器遥测领域的应用前景非常广阔。介绍了载波频偏对正交频分复用系统的影响,提出了一种基于本地训练序列的频偏校正的算法,设计了再入飞行器正交频分复用遥测接收系统。     

Study on M-ary Spread Spectrum Underwater Acoustic Communication

Aim at the low data rate of direct sequence spread spectrum underwater acoustic communication,a higher data rate spread spectrum system based on orthogonal sequences was designed.Lake tests were conducted and the results showed the data rate of 189 bps with BER less than 10^-4 and SNR about 0 dB in the range of 25 km.In order to improve the data rate of MNSS,a time overlapping method is introduced.The simulation results,based on the real channel model,show its robustness and relative data rate improvement with slight performance decrease if the number of sequences N is small.Meanwhile,a novel method for combining multipath messages using FFT/IFFT is also proposed to improve the performance of matched filters in underwater multipath environments.Simulation results show its effectiveness.