椭圆球面波信号乘加卷积运算后频谱特性研究

椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function, PSWF)集是时频域能量聚集性最佳的信号形式, 在提高系统频谱利用率、降低频带间干扰方面具有天然的优势.针对椭圆球面波信号在放大、检测及滤波等工程应用中频谱发生变化的问题, 重点研究了椭圆球面波信号相加、相乘和时域卷积运算后频谱特性的变化, 通过理论分析和仿真验证给出了椭圆球面波信号乘加卷积运算后频谱特性的变化规律, 讨论了乘加卷积运算对椭圆球面波函数工程应用的影响, 为椭圆球面波脉冲信号相关研究提供一定的理论参考.     

连续相位QAM调制技术及其FPGA实现

本文详细介绍了一种新型QAM调制方法，该方法将QAM调制中的相位跳变改为连续变化。仿真实验表明，与普通的QAM调制相比，高次谐波分量大幅下降，同时误码率性能几乎不受影响，可以有效地提高频谱利用率。以FPGA器件为核心设计的连续相位QAM调制器，将绝大部分功能模块由大规模FPGA内部资源来实现，调制器中采用了双通道设计，成功实现了过渡区相位与主要区间相位的交替产生。     

基于维特比算法的连续相位调制信号解调研究

文中对连续相位调制信号的解调算法作了相关研究。阐述了如何在信号状态网格图的基础上应用维特比算法对信号进行解调,并分析了最大似然序列检测和基于判决反馈的减少状态序列检测这两种序列检测方法,仿真结果表明,基于判决反馈的减少状态序列检测能在几乎不损失误码性能的前提下大大减少解调运算量。     

基于椭圆球面波的非正弦解调方法及性能分析

为了解决基于椭圆球面波的非正弦通信系统收信端数据解调问题,提出了基于椭圆球面波的非正弦解调方法。该解调方法由相关解调器和基于最小距离检测准则的检测器组成,对解调方法的最佳性进行了证明,对理论误码率进行了推导和仿真。理论分析和仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道和发送数据先验概率相等的情况下,基于椭圆球面波的非正弦解调方法是最佳的,该解调方法能使收信端数据正确判决概率最大,错误判决概率最小。     

连续相位调制信号的二阶循环平稳特性分析

连续相位调制(CPM)信号以其恒包络和优良的频谱特性在现代卫星通信和移动通信中越来越受到人们的重视,然而这一大类调制信号的循环平稳特性却较少有人关注。该文根据连续相位调制信号在不同调制指数下的基带循环谱,推导了其相应带通循环谱的表达式, 并对这些表达式的详细分析,得出了不同调制指数情况下循环频率与载频、码元宽度和峰值频偏之间的关系式。仿真实验证明这些结论是正确的。     

对具有连续相位的几种调制方式进行相频特性分析

文章以OQPSK（QPSK）为参照，对MSK（最小频移键控）、FSOQ（频移偏移正交调制）、SFSK（正弦频移键控）、IJF－OQPSK（无码间干扰无抖动正交四相相移键控）、TFM（缓变调频）及GMSK等几种具有连续相位路径的现代调制方式的相位路径和频谱特性进行了分析比较，并指出了各自的特点和适用情况。     

优化参数对CPM-PSWF信号性能的影响

基于椭圆球面波信号的连续相位调制(Continuous Phase Modulation Based on Prolate Spheroi-dal Wave Function,CPM-PSWF)方法是一种新颖的数字调制方式,调制参数的优化与其调制信号性能有着直接联系.分析不同调制参数对CPM-PSWF信号性能的影响,优...     

连续相位调制信号的信噪比估计

针对连续相位调制（CPM）信号信噪比估计子空间分解算法运算量较大和最大似然估计（MLE）算法信噪比小于0dB时精确度差的问题,提出了一种精确度较高的快速算法。该算法是对常用的最大似然算法的改进,利用接收信号的统计和互相关特性,无需获得信号的初始相位,便可快速准确地估计出信号的信噪比。信噪比在-20dB～20dB之间时,估计误差小于1dB。MATLAB和FPGA仿真验证了该算法的有效性。     

基于优化多重索引的椭圆球面波函数多载波索引调制解调方法

围绕如何提高椭圆球面波(PSWFs)多载波调制系统频带利用率,该文在双模PSWFs多载波索引调制解调方法的基础上,引入由额外星座点组成的第3星座图,提出基于优化多重索引的PSWFs多载波索引调制解调方法BIM-MCM-PSWFs。该方法通过对分组后每个子块中子载波的多重排列组合,拓展了信号索引维度,增加了调制符号组合数,实现了双模PSWFs多载波索引调制解调方法中频谱资源的进一步利用,有效提高了系统频带利用率。理论和仿真分析表明,该文所提方法相较于双模PSWFs多载波索引调制解调方法,以适当牺牲误码性能为代价,具有更高的系统频带利用率,当n=9, k=1, m=4时,以误比特率(BER)牺牲了0.70 dB为代价,系统频带利用率(SE)提升了20.1%。     

基于EXIT图的串行级联连续相位调制的外码设计

串行级联连续相位调制（SCCPM）系统可以大大地提高系统的功率利用率,这使得它在无线通信领域中得到广泛应用。给出了基于外信息传输（EXIT）图的SCCPM系统的收敛性能分析及外码设计,在CPM参数给定的情况下,通过EX IT图可以找出与该调制最匹配的外码。仿真结果表明：对于同一种调制不同外码的SCCPM系统,收敛的门限不同;收敛的门限越低,性能越好。     

基于循环谱的改进型二进制CPM信号符号速率估计

针对通信对抗领域中二进制连续相位调制(Continuous Phase Modulation,CPM)信号的符号速率盲估计问题,提出了一种基于循环谱和内插法的符号速率估计方法。该方法利用信号带宽对符号速率进行初步估计,以确定循环谱的计算区间和谱峰的搜索区间;接着采用一种新形式的基于单侧频移的离散频域平滑法来计算循环相关谱,并结合内插法对谱峰搜索结果进行校正,进一步提高符号速率的估计精度。理论分析结果表明,该方法在相同条件下可将栅栏效应的缝隙间隔缩小至原来的1/2。计算机仿真结果表明,在信噪比大于-3 dB时,同其他两种已有算法相比,该方法符号速率估计的归一化均方误差至少下降10-1。     

基于PSWF框架的非正交脉冲波形调制方法

现有调制方法主要基于正弦函数,并利用其正交性传输信息.本文突破对调制信号的正弦函数约束和正交性限定,从椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)的高能量聚集性和框架函数系的过完备特性入手,提出基于PSWF框架的非正交脉冲波形调制方法(Nonorthogonal Pulse Shape Modulation,NPSM).该方法利用频谱交叠的非正交PSWF获得了优良的功率谱特性,同时利用框架函数的过完备特性,在提高系统频带利用率的同时,有效消除码间串扰.与目前广泛应用的QAM-OFDM方法进行性能相比,在相同调制幅度数和误码率的情况下有2dB的优势,且该优势随调制进制数增加而扩大,同时其调制信号具有良好的功率谱特性,PAPR性能比相同频带利用率的QAM-OFDM有3dB的优势.     

基于椭圆球面波函数(PSWF)的基带传输波形设计方法

针对基带传输中的码间串扰问题,提出了基于椭圆球面波函数的基带传输系统设计方法。基带传输波形采用频带近似有限、持续时间为一个码元长度的椭圆球面波函数,根据基带传输系统的传输速率、码元持续时间、传输带宽等系统要求设置椭圆球面波函数的参数,通过构建椭圆球面波函数积分方程、数值求解和特征值排序等步骤完成基带传输波形设计。该方法不仅可有效提高基带传输系统的抗干扰能力,同时也使系统具有较好的功率利用率。     

基于PSWF的非正弦通信系统同步方法

基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)的非正弦时域正交调制信号的自相关值呈现明显的起伏震荡特性,这给同步检测带来了较大的困难。针对这一问题,提出了一种采用m序列调制基带PSWF脉冲作为同步头的同步提取方法,该同步头具有尖锐的自相关峰,有效解决了同步困难的问题。同时,给出了该同步方法的实现方式,可有效降低同步捕获过程运算量,缩短同步捕获时间,提高同步捕获精度。     

基于椭圆球面波函数的最佳窗函数分析

针对椭圆球面波函数在窗函数中的应用问题,从能量聚集性角度理论证明了椭圆球面波函数（PSWF）是最佳窗函数,采用基于特征值分解的数值算法求解椭圆球面波函数,筒化了求解过程,算法简便,易于实现。通过仿真分析,与现有的窗函数相比,在相同持续时间和边瓣峰值条件下,椭圆球面波窗函数主瓣最窄、能量聚集性最好,频谱分辨率最高。     

联合多脉冲检测的PSWF正交调制信号盲自适应均衡

卫星通信信道的复杂时变特性,使基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)的正交调制信号脉冲组的正交性受到破坏,已有均衡方法未能充分利用多脉冲干扰中的有用信息,效果有限。针对该问题,结合信道均衡与多脉冲检测各自的优势,提出一种联合多脉冲检测的PSWF时域正交调制信号自适应均衡方法,利用多脉冲检测消除脉冲间干扰的能力,降低均衡模块的阶数及算法难度;同时,利用均衡模块对信道的部分补偿作用,为多脉冲检测改善信道环境。在相同信道条件下,所提方法获得同等量级误比特率所需信噪比较自适应判决反馈均衡算法降低约2 dB。     

降低基于PSWF的非正弦调制信号PAR方法

针对基于椭圆球面波的非正弦调制信号峰均功率比大的问题,提出了降低峰均功率比方法。该方法根据基于椭圆球面波的非正弦调制符号时域特性,通过选择峰均功率比小于期望值的调制符号进行传输,从而达到降低调制信号峰均功率比的目的。理论分析和仿真结果表明,该方法不仅有效降低了调制信号的峰均功率比,而且不会降低通信系统的误码性能,也不会导致调制信号功率谱展宽和功率谱集中度变差。     

基于低通等效的非正弦时域正交调制系统研究

针对基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)的非正弦时域正交调制系统在应用中遇到的带通PSWF信号实时产生困难、系统对同步误差敏感及实现复杂度高的问题,从带通信号低通等效的基本原理出发,分析了带通PSWF脉冲信号的低通等效形式,论证了正交带通PSWF脉冲信号的低通等效正交条件,提出了基于低通等效的相关接收方法,并对其性能和抗同步误差能力进行了分析.理论分析和仿真结果表明,非理想同步条件下,基于低通等效的解调方法具有更好的对抗同步误差的能力,对比于优化的解调方法,系统性能仍有至少2 dB的提高,这种方法还可降低系统的实现复杂度.     

基于近似扁长椭球波函数的超宽带脉冲设计

频谱共存及兼容是超宽带(UWB)无线通信系统必须考虑的重要问题。为了避免超宽带系统对现有窄带无线系统的干扰,一个有效的方法是设计合适的脉冲波形。在建立超宽带脉冲设计算法的基础上,分析了扁长椭球波函数(PSWF)的近似解,提出了用近似扁长椭球波函数(APSWF)进行脉冲波形设计的方法。近似扁长椭球波函数具有简单明确的数学表达式,仿真表明用其设计的脉冲功率谱符合FCC频率掩模的约束要求。当频率掩模发生变化时,可方便地调整参数以产生新的脉冲。