船载ULF/VLF对潜通信系统可行性分析

为了实现水面舰艇与水下周围100 km或更远范围内潜艇之间的低频(ULF/VLF)通信,首先分析了ULF/VLF波在均匀半空间中的传播规律,然后结合ULF/VLF频段大气噪声谱密度、收发天线增益以及接收系统热噪声等数据,对ULF/VLF对潜通信的通信距离、入水深度、通信速率三个方面进行了具体地分析。     

大气噪声对甚低频通信系统干扰仿真分析

甚低频通信又称为长波通信,具有传播距离远,水下传播,传播信号稳定、衰减小等特点,大气噪声会对甚低频通信系统产生严重影响,结合大气噪声经典模型和CCIR 322报告中多年的测量结果,对大气噪声干扰下的甚低频通信系统进行仿真,得出在不同强度的大气噪声干扰下,甚低频通信系统的误码率,验证了大气噪声中的主要为脉冲噪声对甚低频通信系统产生严重影响。     

大气激光通信系统中频域解卷积抑制乘性噪声的研究

大气湍流引起的乘性噪声会导致大气激光通信链路性能的恶化,引起误码率增加.在Gamma-Gamma湍流信道模型下,采用频域解卷积滤除4PSK调制大气激光通信系统中的乘性噪声.通过计算机仿真对4PSK大气激光通信系统的星座图和误码率进行分析,结果表明在不同天气条件下采用频域解卷积可以滤除系统的乘性噪声,有效地抑制了大气湍流对大气激光通信系统的影响,减小了大气激光通信系统的误码率.     

削波后的甚低频大气噪声中的通信接收性能

研究了削波后的甚低频大气噪声中的通信接收性能.通过对削波后的甚低频大气噪声建立数学模型,分析了大气噪声中甚低频接收机的误码率性能,并进行了仿真.结果表明,不同饱和幅度下,分析结果均与仿真结果一致.     

基于混合噪声模型的自由空间光通信性能

针对自由空间光通信系统中光子计数技术,研究通信过程中混合噪声的影响,综合考虑相干辐射、热辐射、背景辐射及大气湍流的影响并进行系统建模,推导了基于混合噪声模型的二进制振幅键控调制方式下误码率计算方式,并通过计算机蒙特卡洛仿真结果验证了所提出算法的正确性,此外仿真结果表明大气湍流和噪声是影响自由空间光通信性能的主要因素。     

相位噪声对多天线QAM性能影响分析

正交幅度调制系统(QAM)对载波的相位噪声非常敏感,多天线技术的使用可以提高通信系统的性能。对QAM系统在当今通信系统中的应用及相位噪声对QAM系统性能影响进行介绍,对多天线QAM系统受相位噪声影响进行了理论分析及仿真验证,并给出了闭式误差向量幅度(EVM)表达式。给出的理论公式及仿真结果对多天线QAM系统相位噪声指标的确定及系统性能分析具有参考意义。     

基于圆偏振移位键控的大气激光通信性能分析

为了有效抑制大气扰动等因素对空间激光通信性能的影响,介绍一种采用新型调制方式圆偏振移位键控（Circle Polarization Shift Keying,CPolSK）的大气激光通信系统,并简述其工作原理。给出了CPolSK的系统模型,并对系统中影响通信性能的因素进行了分析。主要考虑了探测器噪声和灵敏度、大气信道衰减和发射功率四项主要参数对通信性能的影响,并采用OptiSystem软件对偏振移位键控系统通信过程进行实验研究,结果表明,相同通信条件下,基于CPolSK的大气激光通信系统的综合性能明显优于OOK系统。     

甚低频通信系统的差错控制方案及其性能仿真

由于大气中的雷电脉冲噪声的严重影响,当传送可靠性要求极高的数据信息时,现行甚低频通信系统难以满足要求。为了有效克服大气噪声的影响,提高甚低频通信系统的可靠性,在考虑了便于系统升级改造等因素的基础上,提出了一种适用于甚低频数据通信传输的差错控制方案。该方案采用级联码和信道交织技术,级联码内码仍用原系统的BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)码,外码选择RS(Reed-Solomon)码,内、外码之间插入了块交织形式的交织器。为了验证方案的纠错性能,给出了基于该方案的甚低频通信系统计算机仿真方案和仿真结果。结果表明,该方案在编码增益、正确解码概率等方面具有较大优势,在系统升级改造上有一定的实用意义。     

大气信道下窄线宽激光器对相干通信系统性能影响研究

在空间下行相干激光通信系统中,激光器的线宽大小会影响通信系统的性能,而窄线宽激光器能有效降低激光器线宽引起的激光器相位噪声,目前已经成为相干激光通信系统的首选。光信号在大气信道传输时,大气湍流会引起光信号强度和相位的波动,从而进一步影响系统的通信性能。针对上述问题,基于四相移键控(Quadri Phase Shift Keying, QPSK)通信系统的工作原理,进一步考虑窄线宽激光器线宽和大气湍流引起的光信号强度和相位的波动,给出了空间下行QPSK通信系统误码率模型。并基于该模型,数值仿真分析了窄线宽激光器对空间下行相干激光通信系统性能的影响。结果表明：大气湍流不仅严重影响系统性能,也会弱化激光器线宽对系统性能的影响。而对于大气湍流影响而言,其引起的相位波动要大于光强波动的影响。此外,随着通信速率增大,激光器线宽对于系统性能影响也会随之降低。文中对于空间下行相干激光通信系统的优化设计和调试具有一定的实际参考意义。     

大气湍流条件下长波红外无线激光通信性能分析北大核心CSCD

分析了用于探测长波红外所用的光电导型碲镉汞探测器的噪声种类,建立了相应的噪声模型;结合不同大气湍流条件下的光强分布模型,采用数字脉冲间隔调制方式推导得到了长波红外无线激光通信系统的误码率表达式。在选取典型仿真数据的基础上,对不同大气湍流强度、通信距离、传输速率以及平均发射功率条件下的长波红外无线激光通信误码率进行了数值仿真分析。结果表明,长波红外的抗大气湍流能力强,通过选取合适的发射功率以及传输速率可以满足系统工作时对误码率的要求。     

矢量垂直阵的物体深度辨识研究

为有效对水面物体、水下物体实现深度判决,研究了利用垂直布设的矢量水听器组的声压和水平振速互谱函数有功分量的正负号进行判决的方法,该方法适用于变声速环境的浅海甚低频(VLF)声场物体深度辨识。依据在波导中只存在两阶简正波的条件,分析水域深度与探测频率范围的关系,并就几种不同声速剖面情况进行仿真分析。对千岛湖水声试验中的数据进行处理,辨识结果和实际深度符合良好,正确率80%及以上。      

低频/甚低频电磁脉冲测量系统研究

为了准确地测量电磁脉冲（electromagnetic pulse,EMP）的波形,开展低频/甚低频（low-frequency/very low-frequency,LF/VLF）EMP的形成和传播机理研究,识别不同EMP的特征,并以此为依据来识别、确认雷电及核爆炸等现象,提出了一种高分辨率的EMP原始波形测量系统方案,同时针对LF/VLF这一较低的频段提出了一套有效的系统标校方法,实现了对EMP的连续、准确测量和快速有效判别,并能通过网络实时上传数据.系统采用正交环磁场天线和平板电容电场天线实现信号的接收,设计了低噪声高保真的信道调理电路和高速数据采集电路来实现信号的采集,利用高精度的授时模块为EMP信号标记时间戳,最后结合多点监测波形实现EMP定位估计.实测结果表明:该系统能够给出高分辨率、高精度的LF/VLF EMP波形;利用该系统组网可以实现远距离EMP源的定位,定位精度与目前近距离的定位手段相当.通过长期的运行,验证了该系统具有高可靠、低失真、判别准确、实时性强等特点.     

甚低频对潜通信数据压缩编码技术研究

甚低频具有稳定的传播特性,穿透力强,成为对潜通信的主要方式之一,但是受其带宽的限制,数据传输率较低.如何实现甚低频对潜通信的可靠高效数据传输是目前研究主要的内容.本文从数据压缩编码方面对其进行了研究,提出了采用自适应算术压缩编码和级联码交织技术的系统压缩编码方案,通过仿真分析,其可以显著的提升系统数据传输效率及可靠性.     

Spread-spectrum multiple-access performance of orthogonal codes:impulsive noise

A direct-sequence spread-spectrum multiple-access (SSMA) communication system that assigned a set of M-orthogonal sequences to each user is analyzed. An accurate model is incorporated for the impulsive noise that characterizes the LF and MF bands, so that the SSMA receiver operates in a combination of multiple-access interference and impulsive (atmospheric) noise. The performance of a linear receiver operating in such an environment is analyzed, and probability-of-error curves are presented. The presence of impulsive noise motivates the derivation and analysis of a nonlinear receiver that use a variable-gain stage to suppress noise impulses. This receiver is effectively optimum when the signal amplitudes are below a certain bound and when the noise and interference samples are independent, or nearly so. However, the gain stage of this nearly optimum receiver depends on the noise model parameters including the various user delays. Consequently, a nonparametric receiver that incorporates a simple clipper is also analyzed. The asymptotic relative efficiency of both receivers is determined     

An importance sampling analysis of a noninterleaved Viterbi decoderin an RFI environment

This paper presents an importance sampling simulation model which analyzes a communications system consisting of a noisy channel, a transmitter/receiver, and a convolutional encoder/Viterbi decoder. The model determines the amount of signal degradation caused by any noise environment that can be modeled as a Markov chain. The specific example of a Radio Frequency Interference (RFI) noise environment is discussed in detail. The model uses importance sampling to determine low bit error rates (BERs) for a wide range of noise environments. It is faster than a conventional simulation because the required run time is independent of the BER. It is more flexible than existing analytic models, as these make major assumptions, such as that symbol errors are independent (interleaving), or that all bursts have infinite power. The model increases the simulation efficiency by biasing the channel statistics so that more codeword errors occur and adjusts for this by using a weighting function whose value is calculated through the use of a Markov chain. The results show that using interleaving results in a significant performance improvement when the lengths of the interfering bursts are long relative to the data symbol length     

甚低频信道小波调制方式研究

针对目前甚低频通信抗干扰能力,抗截获能力不理想问题,提出了甚低频通信系统的小波调制方式,该调制方式是将数据源经过逆小波变换发送信号,加入噪声后再经过小波变换在接收端接收,最后在接收端把接收信号同发送信号,得出其误码率。小波调制具有冗余度高、抗干扰性能强的特点。同时小波调制信号的时域波形类似于噪声,便于隐藏在噪声中传输,提高了系统的抗截获能力。与传统的频移键控(Frequency-shift Keying,FSK)调制比较,在3次联合估计下,小波调制方式的抗干扰能力优于传统的FSK调制方式。通过对甚低频通信系统进行仿真,验证了该算法的有效性。     

甚低频遥控水雷全向数字接收机的研究

基于对水雷接收系统灵敏度的分析,提出一种可以用微机软件完成的甚低频水下通信全向接收新方法,完成数字化全向接收的理论推导。经证明可以用软件代替甚低频遥控水雷接收机的主要硬件,从而使复杂的两次变频超外差式接收电路,模拟鉴相电路等全部简化。用此技术研制的接收机将在性能、可靠性和灵敏度等各方面都会有很大提高。     

Broad-band analysis of VLF/LF aircraft wire antennas

The broad-band response of a VLF/LF dual-wire aircraft antenna is analyzed. The impedance properties and the induced currents on the two wires of different lengths are obtained via a superposition procedure in which the original problem is split into two transmission-line (differential-mode current) problems and two antenna (common-mode current) problems. Results for the input admittance and short-circuit current of a representative VLF/LF dual-wire antenna are presented.     

基于受限玻尔兹曼机的语音带宽扩展

语音带宽扩展是为了提高语音质量,利用语音低频和高频之间的相关性重构语音高频的一种技术。高斯混合模型法是语音带宽技术中被广泛应用的一种方法,但是,由于该方法假设语音高频、低频服从高斯分布,且只表征了语音低频、高频之间的线性关系,从而导致合成的高频语音出现失真。因此,该文提出一种基于受限玻尔兹曼机的方法,该方法利用两个高斯伯努利受限玻尔兹曼机提取语音低频和高频中蕴含的高阶统计特性;并利用前馈神经网络将语音低频高阶统计特性参数映射为高频高阶统计特性参数。这样,通过提取语音低频和高频中蕴含的高阶统计特性,该方法可以深层挖掘语音高频和语音低频之间的实际关系,从而更加准确地模拟频谱包络分布,合成质量更高的语音。客观测试、主观测试结果表明,该方法性能优于传统的高斯混合模型方法。