基于正交0/π调制的单脉冲跟踪接收机研究

针对单脉冲单通道跟踪系统，提出一种基于正交移位一点相关包络检波技术的正交 0/π 调制方案，提高了跟踪系统的精度。在信噪比为 8 dB 的条件下，和差通道相位差范围在[-20 20] 变化时，测角误差百分比可控制在 1/10 以内。当和差通道相位完全一致，信噪比范围在[0 10]dB 时，测角误差百分比可控制在 3‰以内。相比于传统 0/π 调制方案和四相调制方案，正交 0/π 调制方案测角误差百分比提高 50%。     

多元位置随机极性CP-EBPSK调制解调器研究

为改善随机极性的连续相位扩展二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying with Continuous Phase,CP-EBPSK)调制信号的频谱利用率,提出了一种多元位置随机极性CP-EBPSK调制方式。阐述了多元位置随机极性CP-EBPSK调制原理。在数字冲击滤波器的基础上,分别给出了基于多路判决方式、贪婪判决方式和合理判决方式的解调器,并通过仿真对比和分析了CP-EBPSK调制、随机极性CP-EBPSK调制和多元位置随机极性CP-EBPSK调制的功率谱、-60dB带宽、频谱利用率和解调性能。仿真结果表明:1)在频谱结构不变的条件下,新的调制方式可使信息传输速率和频谱利用率成倍提高;2) 若以bps/Hz/SNR(dB)为综合指标,CP-EBPSK系统为1.18*10-3,随机极性CP-EBPSK系统为7.01,而新的调制解调系统为13.8。      

软切换链路下的混合编码与副载波调制方案

为了提高自由空间光/射频（FSO/RF）混合通信链路的性能，采用混合低密度奇偶校验（LDPC）编码与副载波相移键控/正交振幅调制（PSK/QAM）联合调制的方法，对不同传输比例下混合系统的误比特率性能进行了仿真分析，取得了不同信道条件下单链路和混合链路传输方案的误比特率数据。结果表明，在弱中强湍流条件下采用副载波二进制相移键控（BPSK）调制，相比开关键控（OOK）调制可获得大约4.4dB~5.2dB的增益。采用软切换的混合LDPC编码与副载波BPSK/16QAM调制方案，依据链路状态调整比例为1:1和3:1时，不同湍流强度下可获得大约0.3dB~7.4dB的性能增益。这一研究结果对于提高FSO/RF混合通信系统的全天候高效可靠传输性能具有重要的参考价值。     

STBC—OFDM系统的性能分析及仿真

提出了空时分集的正交频分复用系统(STBC-OFDM)的模型,完成了计算机仿真。结果表明,采用QPSK调制方式,双天线发射,单天线接收STBC与OFDM调制相结合,可以在1MH z带宽下得到1.73M b it/s的码速率,在瑞利信道下,该系统相对于无编码的OFDM系统,在误码率为1-0 3时,可获得3dB的信噪比增益。     

低信噪比下基于分裂EfficientNet网络的雷达信号调制方式识别

针对低信噪比条件下复杂多类雷达信号调制方式识别率低的问题，本文提出了一种基于时频分析和深度学习的雷达信号调制方式识别方法 .利用CTFD(Cohen class Time-Frequency Distribution)时频分析将信号时域波形变换为二维时频图像，更清晰地表征信号特征；采用灰度化和双三次插值运算等方法对时频图预处理，实现图像通道数和尺寸的减少，以降低深度学习模型数据输入量；进一步调整输入输出通道数构建小型EfficientNet网络，再由多个小型网络并行处理构建分裂网络EfficientNet-B0-Split3，将时频图像输入网络实现雷达信号调制方式识别.实验结果表明，在信噪比为-8 dB时，新方法对17类不同调制方式的雷达信号整体识别率可达97.1%，相对于扩张残差网络提高约2.4个百分点；在信噪比为-10 dB时，识别率可达92.1%，相对于EfficientNet提高约0.7个百分点，提升了低信噪比条件下复杂多类雷达信号调制方式识别率.     

一种基于PPM的LDPC编译码方案

该文基于LDPC码和PPM调制方式构造了一种适用于UWB无线通信系统的低码率的编译码方案LDPC-PPM。本方案在保证系统性能的前提下,通过改变编码比特到调制符号的映射方式,不但避免了一般编码调制系统中译码和解调之间的迭代运算,而且可以应用快速Hadamard变换(FHT)和基于FHT的后验概率译码(APP-FHT)来进一步降低接收端的译码复杂度。可以证明,该方案等价于BPSK调制下的低码率的LDPC-Hadamard码。仿真结果表明,在信息比特长度是65536,该方案可以在-1.18dB处达到误比特率为 的性能,仅比采用BPSK调制的Turbo-Hadamard码差0.02dB。     

集成DBR反馈区的1.3μm高速直接调制InGaAlAs/InP DFB激光器

研制了以InGaAlAs多量子阱为有源材料的InP基1.3μm波段高速直接调制分布反馈(DFB)激光器，单片集成了与DFB激光器区具有相同量子阱材料的分布式布拉格反射器(DBR)反馈区。室温下DFB有源区长度为200μm时器件的3 dB小信号直接调制带宽大于29 GHz。在速率为25 Gbit/s的非归零(NRZ)码数据调制下，光信号经10 km长的单模光纤传输后获得10^-10误码率的功率代价在室温及80℃下均小于1 dB。激光器的有源区长度较大，有利于提高发光效率并且有助于减小电流热效应的不利影响。所研制的高速直接调制激光器是大容量短距光纤通信系统的理想光源，具有广阔的应用前景。     

空间调制下基于极化码的Gallager映射通信系统设计

提出了一种空间调制下基于极化码的Gallager映射系统(Polar-coded Gallager-mapping-shaped Spatial Modulation, PGALSM)。系统在空间调制下利用Gallager映射方式将信号输入分布由均匀分布改成类高斯分布，使发送信号逼近最佳输入分布，获得成形增益，并利用信道降解思想分析天线激活组合和发送星座点每个比特流的可达速率。仿真结果表明，在多天线瑞利衰落信道上，中低信噪比下，PGALSM系统的可达速率优于传统的映射方案；当误比特率(Bit Error Ratio, BER)水平为10^-4时，PGALSM方案的性能比传统多用户方案提高0.7 dB。     

双选信道下的CPM-FMT联合调制

为了提高双选择性衰落信道下滤波多音（FMT）多载波系统的性能,从子载波调制角度出发,提出了一种连续相位调制-滤波多音（CPM-FMT）联合调制方法。该方法首先将比特数据流串并转换后进行CPM映射,接着对映射后的信号进行重组,然后进行FMT调制。在接收端首先将接收的信号进行FMT解调并进行逆重组,然后进行CPM解映射恢复出比特数据流。实验结果表明,CPM-FMT联合调制方法优于传统调制的QPSK-FMT方法,在误码率为10-3时,白噪声信道下性能最大提高了10 dB,时间频率双选择性衰落信道下性能提高了5 dB,同时该方法对多谱勒频偏具有良好的稳健性。这表明CPM-FMT方法能显著提高FMT系统在双选择性衰落信道下的性能,可应用于高速移动环境下的宽带无线传输系统。     

联合正交调制与网络编码的协作HARQ方案

为了提高正交调制协作系统的传输效率,提出联合网络编码与正交调制协作混合自动重传请求方案。所提方案在重传中引入了网络编码,使得系统可以在相同的时间内能够重传更多的信息,从而节约了重传时间,进而改善系统吞吐量。接着,建立了Markov状态转移模型,并推导了所提方案在各种脉冲幅度调制(PAM)方式下的误帧率和延时性能,进而获得其吞吐量闭式近似解。仿真结果表明,与传统正交调制协作HARQ方案相比,所提方案在信噪比为5 dB、10 dB、15 dB处分别采用2PAM、4PAM、8PAM调制时都有近8%的吞吐量增益。     

基于编织卷积码的增强型FM-DCSK系统的设计与仿真

FM-DCSK,即调频-差分相干混沌相移键控,是一种针对移动通信中的多径环境提出的调制解调方式,它以高频混沌信号作为载波,采用非相干解调,对对抗多径衰落有很好的效果。若将它用于无线通信中,将提高信道利用率,从而获得一定的经济效益。为了进一步提高其抗干扰和抗衰减性能,我们提出了加入信道编码与之结合的算法,发现性能有了大幅度的提高。该技术的提出对进一步推动混沌通信系统的研究和应用有重要意义。     

Promising Performance of PA-Coded SIMO FM-DCSK Communication Systems

Frequency-modulated differential chaos shift keying (FM-DCSK) is an attractive scheme which combines chaotic modulation with the spread-spectrum property. It is simple to implement and robust in multipath fading channels. A single-input multiple-output (SIMO) FM-DCSK architecture has recently been developed to increase data rate and achieve diversity gain. In this paper, several main channel coding schemes, i.e., error-correcting coding schemes, are introduced into the SIMO FM-DCSK communication system, with different code rates and different frame lengths, over multipath fading channels. It is found that, in contrast to low density parity check codes and convolutional codes, product accumulate (PA) codes can provide outstanding bit error rate performance improvement to the existing SIMO FM-DCSK system. In this paper, moreover, the optimum code rate for the PA-coded SIMO FM-DCSK system is investigated through simulations at a medium frame length. Because of its merits in several aspects, such as prominent advantages in better performance, simple encoding and decoding structures, and a flexibly adjustable code rate, this paper demonstrates that PA code is a strong candidate as the error-correcting scheme for the SIMO FM-DCSK system in transmitting medium and long frame lengths over multipath fading channels. This research was partially supported by the City University of Hong Kong under the SRG Grant 7002274, the Dept. of Education Administration of China (NCET-04-0601), NSFC (No. 60272005), as well as the Key Project of Science and Technology in Fujian Province of China (No. 2006H0039).     

Essence and Advantages of FM-DCSK Versus Conventional Spread-Spectrum Communication Methods

Frequency-modulated differential chaos shift keying (FM-DCSK) is essentially a technique that combines modulation with a spread-spectrum property for communications. It is also an effective technique similar to recent multiantenna methodologies that can make use of multipath effects, thereby achieving an excellent anti-multipath fading capability. Through analysis and simulation, this paper reports some essential characteristics and advantages in the system performance of the newly proposed M-ary FM-DCSK technology. The basic design of the M-ary FM-DCSK-based chaotic spread-spectrum communication system and a comparison with its conventional equivalent are presented. It is shown that the former is not only robust in multipath fading environments and simple in implementation, but also flexible in adjusting system parameters and trading-off several effects among bandwidth efficiency, energy efficiency, data rate, and error performance. It is demonstrated that the FM-DCSK technique is promising for the next generation of wireless communication systems as an excellent modulation and spread-spectrum scheme candidate.     

一种提高调频差分混沌移相键控调制传输效率方法

本文针对调频差分混沌移相键控FM-DCSK数字通信中误比特率问题进行了研究,通过分析相邻两比特间的调制信息与符号函数的关系,提出了一种改进的相关估算解调方法.仿真结果表明,在不降低传输速率的前提下,较以前调频差分混沌移相键控调制方式,误比特率有明显改善.     

A mixed-signal integrated circuit for FM-DCSK modulation

This paper presents a mixed-signal application-specific integrated circuit (ASIC) for a frequency-modulated differential chaos shift keying (FM-DCSK) communication system. The chip is conceived to serve as an experimental platform for the evaluation of the FM-DCSK modulation scheme, and includes several programming features toward this goal. The operation of the ASIC is herein illustrated for a data rate of 500 kb/s and a transmission bandwidth in the range of 17 MHz. Using signals acquired from the test platform, bit error rate (BER) estimations of the overall FM-DCSK communication link have been obtained assuming wireless transmission at the 2.4-GHz ISM band. Under all tested propagation conditions, including multipath effects, the system obtains a BER =10/sup -3/ for E/sub b//N/sub o/ lower than 28 dB.     

基于超混沌的FM-DCSK系统的性能分析

超混沌是高维的混沌系统,有2个以上正的Lyapunov指数,提出将其应用在FM-DCSK系统中,具有比低维混沌的FM-DCSK系统更为优良的保密性能以及较好的抗干扰能力。在信道噪声以及滤波器存在的条件下,通过理论分析和Matlab数值仿真,用误码率(BER)与信噪比(SNR)的关系刻画了基于超混沌的FM-DCSK调制系统的性能。实验结果表明了该方法的优越性。     

FM-DCSK混沌通信系统的原型设计与研究

文中设计了一个基于调频差分混沌键控通信系统的原型,并实现了部分关键电路。系统发射部分由Lorenz混沌电路和调频电路产生混沌调频载波信号,经采样后在FPGA中实现差分延时和调制;接收部分基于非相干相关法,位同步模块采用相关值与能量比值作为定时测度,通过设置门限和滑动搜索窗口寻找初始同步,而后引入数字锁相环进行相关峰值跟踪和位同步调整。建模验证结果表明,系统非相干解调的误码率指标接近理论分析值,仅相差0.2 dB。     

一种基于无先导卡尔曼滤波的混沌相移键控通信系统的非相干检测方法

基于UKF算法,该文提出一种CSK通信系统的非相干检测方法。第一个发送符号作为训练符号,接收端根据第一个发送周期内的接收信号,应用UKF算法估计载波信号;然后将估计的载波信号和后续接收信号相乘,解调后续发送符号。与相干检测方法相比,这种方法不需要混沌同步。仿真结果表明,与已有的非相干检测方法相比,这种方法具有较好的误码性能,甚至比FM-DCSK通信系统的误码性能更好。     

一种高速差分混沌移位键控系统

差分混沌键控(DCSK)系统的最大缺点是参考信号和数据信号消耗了相同比例的比特能量和数据传输速率.为了克服这一缺点,提出了一种高速差分混沌键控系统(HR-DCSK).该系统缩短了原来DCSK参考信号的长度,同时数据信号携带2 bit数据,并将数据信号重复发送,提高了数据传输速率和能量效率.推导出在高斯信道中的比特误码率公式并进行仿真,理论分析和仿真表明,在相同信噪比下,HR-DCSK比调频差分混沌键控系统(FM-DCSK)误码率降低了10％.     

FM-DCSK UWB接收机优化

基于搜索者优化算法（SOA,Seeker Optimization Algorithm）,首次将启发式搜索优化的理念引入到调频差分混沌键控超宽带接收机的积分时间最优化问题中。分析了积分时间对系统性能的影响,在IEEE 802.15.4a室内信道下得到给定信噪比的最优积分时间及其分布,同时也给出了最优积分时间并随信噪比变化的趋势。仿真结果表明,采用SOA较之传统方法更能高效地找到最优值。结论给该系统实现中的参数选择提供了有力依据,新理念的引入也将对难以用闭合数学模型表示的系统优化提供有益指导。