一种面向水下移动通信的组合差分扩频水声通信方法

针对水下移动平台(AUVs)直接序列扩频(DSSS)水声通信过程中大多普勒时变带来的频偏及载波相位跳变问题,该文提出一种组合差分扩频通信方法。该方法设计一种2维组合差分(TCD)扩频帧结构,接收端通过对重复码时域加窗相关实现时变多普勒粗估计;接收端提出一种频率压缩-能量接收器(FC-ED),通过采用能量检测接收器提高接收端处理多普勒容限,使用频率压缩法多频点压缩处理进一步提高系统鲁棒性,实现扩频码识别映射解码;最后提出一种组合差分算法,实现2维组合扩频间的极性差分解码,在能量接收映射解码基础上引入极性调制,进一步提高频谱利用率。经理论及仿真试验分析,该方法具备一定的抗时变多普勒能力,在恒加速度相对运动–8 dB信噪比条件下误码率小于10–2。     

并行组合扩频通信扩频序列的优选

并行组合扩频通信相对传统扩频通信具有更高效,更安全的优势。但是由于并行通道间存在互干扰,降低了系统的传输可靠性。为了提高并行组合扩频通信系统的性能,需要从备选的扩频序列中优选出合适的扩频序列来组成扩频序列集用于信息映射。通过分析并行组合扩频通信的通信原理,从减小接收端各支路互相关干扰的角度提出了一种扩频序列的优选方法。仿真结果表明,采用该方法能够有效地降低系统的误码率,提高系统的可靠性。     

基于r-组合的并行组合扩频通信研究

介绍了一种基于r-组合的并行组合扩频通信的数据映射算法,该算法应用组合数学中的理论和方法,实现了映射的唯一性,在该算法下讨论了应用于并行组合通信的Gold序列、Walsh序列、m-W序列,给出其性能比较,分析了码相关性、码周期、正交码个数及发送码个数等因素对并行组合扩频通信系统性能的影响。     

一种新的TDRSS扩频调制方式的研究

本文讨论跟踪及数字中继卫星系统（TDRSS）一种新通信体制，即并行MSK扩频系统，发射端采用长短码正交扩频的平衡调制，接收端采用一种简单解扩方式简化了并行MSK信号的解调，同时用短码全“1”引导长码同步的方法大大减小了长码的捕获时间，实验结果证明了良好的伪码同步性能。     

基于分数阶Fourier变换的并行组合扩频Chirp水声通信系统研究

Chirp信号具有较大的时宽带宽积,因此具有较强的抗多普勒扩展的能力,近年来在水下通信环境中得到广泛应用。但由于水声信道带宽非常有限,而Chirp信号又是一种宽带的信号,因此水下多载波Chirp系统中的的通信速率一般较低。利用Chirp信号在分数阶Fourier变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)的最佳分数阶变换域的冲激特性,结合并行组合扩频(Parallel Combinatory Spread Spectrum,PCSS)技术,本文提出了一个基于FrFT的并行组合扩频Chirp水声通信系统。该系统的特点是:一方面充分利用Chirp信号的性质,在保证可靠性的同时,省去均衡环节,大大简化通信系统接收端结构;另一方面,通过并行组合多载波的选择方式有效提升了系统的速率,提高了系统的频带利用率。通过在计算机仿真和实验室水池实验验证了该系统的性能。     

TDRSS并行MSK扩频体制的实验研究

本文讨论跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）一种新通信体制,即并行MSK扩频系统。发射端采用长短码正交扩频的平衡调制,接收端采用一种简单解扩方式简化了并行MSK信号的解调,同时用短码全“1”引导长码同步的方法大大减小了长码的捕获时间。实验结果证明该体制具有良好的伪码同步性能。     

GDS-MIMO-OFDM雷达通信一体化波形设计

针对正交频分复用(OFDM)雷达通信一体化波形存在的通信速率较低、自相关旁瓣较高的问题,提出了一种基于Gold码扩频的多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)雷达通信一体化波形。将MIMO-OFDM与扩频序列相结合,利用相关性较好的Gold码对通信信息进行扩频,再与OFDM脉冲符号进行调制,进而设计出一种既能提高通信速率又能改善雷达性能的一体化波形。仿真实验证明,较相同仿真条件下的Gold-OFDM、脉冲压缩-正交频分复用(PC-OFDM)一体化波形而言,所设计的一体化波形的通信速率能够倍数提高且可以在不影响通信性能的前提下降低信号模糊函数的旁瓣,从而改善一体化系统的雷达性能。     

基于PMF-FFT的扩频信号多通道并行捕获

目前在扩频测控通信系统中越来越多地采用了部分匹配滤波和快速傅里叶变换（PMF-FFT）的方法来实现扩频信号的捕获,这里分析了PMF-FFT实现扩频信号捕获的算法原理、过程和性能,充分利用多通道并行处理架构,提出了基于PMF-FFT的频域（频率分槽）多通道并行捕获和时域（伪码分区）多通道并行捕获两种不同的实现方法,以满足不同的扩频测控通信系统对伪码捕获性能的应用需求。     

基于串行时分CC-CDMA的雷达通信一体化

为了提升目标检测性能,解决多目标和多用户之间的自干扰和互干扰问题,基于串行时分互补码-码分多址（CC-CDMA）技术提出一种雷达通信一体化系统。首先,借用码分复用机理在发射端通过广义普洛黑-修-莫尔斯（GPTM）序列调整互补码中不同子序列对不同时间片上信号的扩频顺序,生成雷达通信一体化信号。其次,雷达接收端通过2次处理,利用逐点最小化方法将处理结果进行融合,提升雷达子系统的目标检测能力。最后,在通信接收端使用对应发射端扩频顺序的子序列对接收到的信号进行解扩,通过交织编码和汉明编码进一步降低误码率。仿真结果表明,与其他雷达通信一体化系统相比,所提系统具有更低的误码率、更高的多普勒分辨率和更好的旁瓣抑制性能。     

一种基于GMSK调制的直扩系统的设计

通过介绍直接序列扩频(DSSS)+GMSK调制的扩频系统的基本原理,分析了GMSK调制相对于MSK调制的优越性。对接收端信号先解扩后解调能有效利用扩频增益,提高系统性能。提出一种零中频直接相关的解扩解调方法。该方法在接收端先将本地扩频码进行GMSK调制,再与接收信号作相关,可以实现接收端伪码的捕获以及后续的解扩解调工作。通过Matlab仿真可以得到,在低信噪比环境下,该方法比先解调再解扩的方法有更好的误码性能。     

并行组合扩频系统中混沌序列优选的研究

在结合并行组合扩频通信基础上，研究系统中的Logistic—Map混沌扩频序列优选准则。仿真结果表明，Logistic—Map混沌扩频序列可以提供数量众多的适于并行组合扩频通信系统的扩频序列族。     

扩频通信中扩频水印的嵌入方法

本文提出了一种基于多码扩频(MC-DSSS)技术的数字水印嵌入方法,即利用扩频码的正交性将扩频水印嵌入到扩频通信信号中。理论分析和仿真结果表明,此种方法嵌入的水印具有很多优点,如透明性、鲁棒性和可靠性等,并具有良好的抗干扰性能。     

带残余载波的周期长码直扩信号PN码盲估计

针对下变频后含有残余载波的周期长码直扩信号PN(Pseudo-Noise)码盲估计难题,在已知码片速率和PN码周期前提下,该文提出一种结合矩阵特征值分解和数字锁相环(Digital Phase Locked Loop, DPLL)的PN码盲估计方法。该方法首先将带有残余载波的周期长码直扩信号等效建模为虚拟多用户短码直扩信号模型,利用矩阵特征值分解和模糊酉矩阵的方法估计出含有残余载波的PN码,然后利用DPLL对残余载波的频率和相位进行跟踪和估计并最终消除残余载波,最后根据特定约束条件（如m序列、Gold序列）去除分段相位模糊,最终估计出PN码序列。理论分析和仿真结果表明,提出的方法能够有效地工作在较低信噪比下,且表现出良好的性能。      

软扩频Multi-h CPM信号设计方法及其性能

为解决传统多调制指数连续相位调制(Multi-h CPM)实现复杂度高和调制指数同步困难的问题,提出一种软扩频Multi-h CPM信号设计方法。利用单调制指数软扩频获得Multi-h CPM类似的相位轨迹和性能增益,伪码捕获的同时实现调制指数同步;推导了软扩频Multi-h CPM欧氏距离表达式,搜索获得了h=5/7时的最小欧氏距离,与直接序列扩频单调制指数CPM(DSSS Single-h CPM)信号相比,至少可获得0.5 dB的欧氏距离增益。基于极大似然序列检测(MLSD)的同步解扩解调算法,仿真了h=5/7的软扩频Multi-h CPM误码性能,与DSSS Single-h CPM信号相比,在BER=10–5时,可获得1.5 dB性能增益,且性能优于美军WGS系统和ARTM Tier II系统采用的Multi-h CPM信号。     

基于Haar小波变换的直扩信号伪码盲同步方法

为了解决非合作条件下短码直接序列扩频信号的盲同步问题,提出了一种基于Haar小波变换的伪码同步方法。该方法不需要事先知道扩频序列,先将直扩信号进行延迟相乘和低通滤波处理,计算其Haar小波变换,再按照伪码周期分段进行累加,搜索幅度累计平均的峰值,即可估计出直扩信号的伪码同步时间。理论分析和仿真实验表明在低信噪比下,该方法仍具有较好的性能,而且计算量较小、数值稳定性好,易于工程实现。     

AR自编码扩频系统中扩频序列的特性研究

在扩展频谱通信中,扩频序列的性能与系统的抗多址干扰、抗多径衰落的能力,和信号的低截获率概率有密切关系,也关系到捕获与同步系统的实现。扩频序列的特性对扩频系统的性能有重要影响。在自编码扩频通信系统中,自编码扩频序列的特性对于自编码扩频系统的性能同样非常重要。该文详细分析了采用AR滤波方式产生的扩频序列的扩频特性。计算机仿真说明,用AR滤波提取自编码扩频序列完全满足自编码扩频通信的要求。     

DSSS信号的扩频序列估计

提出了一个在非协作通信中对直接扩频序列(Direct Spread Spectrum Sequence,DSSS)信号的扩频序列进行估计的简单而有效的算法。在算法中我们提出了两个测度函数,一个用于搜索扩频序列在接收信号中的起始位置,另一个用于序列中的逐码片(chip)估计。理论分析和计算机仿真表明了此算法的有效性。     

Correlation-and-bit-aware additive spread spectrum data hiding for Laplacian distributed host image signals

Watermarking and data hiding are important tools for copyright protection of digital media contents. To reduce the interference effect of the host signal and improve the decoding performance in the popular additive Spread Spectrum (ASS) embedding scheme, we have proposed a novel correlation-and-bit-aware additive Spread Spectrum (CASS) embedding scheme for the Gaussian distributed host signal. However, in practice, the discrete cosine transform (DCT) coefficients of real images follow the Laplacian distribution. For practical application of CASS to real images in the DCT domain, this paper proposes a CASS data hiding scheme for the Laplacian distributed host image signal. To extract the hidden message bits, we derive an optimal decoder of the ASS scheme for the Laplacian distributed host signal. The bit-error ratio (BER) of ASS and proposed CASS schemes are analyzed in theory. Finally, Monte Carlo simulations and tests on real images are carried out to illustrate the decoding performance of the ASS and proposed CASS schemes. Compared with the traditional ASS scheme, the proposed CASS scheme maintains the simplicity of the decoder, significantly reduces the host effect in data hiding and improves the decoding performance remarkably. As an extension, we discuss the CASS scheme for the generalized Gaussian distribution (GGD) distributed host signal in brief.     

多层多参数多项加权分数阶傅里叶变换复合调制通信信号设计方法

为提高卫星通信信号的安全性能,该文提出一种多层多参数多项加权分数阶傅里叶变换(MWFRFT)复合调制通信信号设计方法。该方法针对传统多项加权分数阶傅里叶变换单层结构的被扫描威胁,将MWFRFT扩展至不同加权系数的多层结构,降低了系统的被扫描概率。同时,多层多参数MWFRFT(MPMWFRFT)系统通过对控制参数集的优化设计,解决了多层结构下的通信信号调制特征模拟。针对复杂电磁环境场景中的目标寄生信号和窄带信号干扰,引入扩频机制,设计了3层多项加权分数阶傅里叶变换和直接序列扩频复合调制系统(TLMWFRFT-DSSS)。仿真结果表明,该方法在保证较好通信性能的前提下,实现了多层通信信号的调制特征模拟,显著提高了系统的抗扫描性能。