一种基于WFRFT的跨层低截获波形设计方法

针对变换域隐蔽通信系统，分析了加权分数傅里叶变换(Weighted Fractional Fourier Transform, WFRFT)隐蔽通信系统抗截获性能。理论分析和仿真结果表明多加权项WFRFT隐蔽通信系统存在抗检测和抗调制识别性能边界，当权重项大于4时多加权项WFRFT通信系统低截获性能不会随着加权项的增加而改善。基于此，提出了一种跨层设计的并行WFRFT隐蔽通信系统。首先采用并行多路WFRFT变换思路，从信号维度增加变换参数个数；其次利用跨层设计思想解决当前WFRFT通信系统收发端同步问题，通过接收端地址控制每路WFRFT变换参数，从空间维度增加非合作节点截获识别信号的难度。仿真结果表明，与多参数项WFRFT隐蔽通信系统相比，所提出的跨层并行WFRFT隐蔽通信系统抗检测和抗调制识别能力更加突出。     

基于多维扩展的正交时序复用波形框架及其性能分析

正交时序复用(OTSM)是一种适用于高速移动场景的低复杂度调制方法。然而,单一的波形设计方法难以满足多样化的应用需求和性能需求。因此,该文基于加权分数傅里叶变换(WFRFT)提出了加权分数沃尔什-哈达玛变换(WFRWHT),并提出了多维扩展的一体化的加权分数傅里叶变换-加权分数沃尔什哈达玛变换-正交时序复用(WFRFT-WFRWHT-OTSM)波形框架。通过对2维参数的灵活配置,该框架可退化为OTSM、正交时频空、混合载波、正交频分复用和单载波等波形,同时研究了采用高斯-赛德尔(GS)迭代均衡时一体化WFRFTWFRWHT-OTSM波形在时延-多普勒信道下的误码率(BER)性能以及峰均功率比(PAPR)性能。仿真结果表明,在不同时延-多普勒信道下,该框架可通过改变WFRFT和WFRWHT阶次实现更优的BER和PAPR性能。     

基于WFRFT频谱预编码的GFDM系统性能优化方法

针对广义频分复用（GFDM）系统在实际应用中仍然面临着带外功率泄漏和峰均功率比较高的问题，通过深入分析频谱预编码GFDM系统功率谱特性，构建了一种基于加权分数傅里叶变换（WFRFT）的通用频谱预编码（SP）框架，提出了二维参数可调的WFRFT-SP-GFDM系统。通过参数的灵活配置，可使该WFRFT频谱预编码器逼近加权分数傅里叶变换矩阵，实现对带外功率和峰均功率比的精确控制。仿真结果表明，与GFDM和WFRFT-GFDM波形相比，WFRFT-SP-GFDM波形可以有效抑制系统带外功率泄漏，同时保持较好的峰均功率比和误码率性能。     

散射衰落信道下混合载波系统的应用

针对散射衰落信道信号传输质量降低的问题,提出了基于加权分数傅里叶变换(Weight-type Fractional Fourier Transform,WFRFT)的混合载波—分段FFT解调系统信道衰落抑制技术。基于加权变换域的混合载波系统,融合了单载波调制和多载波调制信号,是一种新的无线通信体制,针对时频双选信道下的符号间干扰(Inter-symbol Interference,ISI)与载波间干扰(Inter-carrier Interference,ICI)有显著的抑制效果,通过仿真对比说明,相比较于单载波和多载波系统,误码率性能得到进一步的提升。     

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。     

基于三层加权分数阶傅里叶变换的安全通信系统

为提高卫星通信信号的射频隐身能力,提出了一种基于三层加权分数阶傅里叶变换(Weighted Fractional Fourier Transform,WFRFT)的安全通信系统。该系统将传统WFRFT扩展到三层,非合作方在未知调制层数的情况下无法正确分层解调,调制参数由9个增加到27个,增加了非合作方参数扫描的难度,提高了系统的保密性能。三层WFRFT调制系统选定目标信号作为优化目标,将星座图的裂变构型、裂变样式、模糊程度及旋转角度作为信号模拟的关键参数,建立优化模型并引入遗传算法进行迭代计算,得到最优控制参数,从而达到目标调制特征模拟的效果。星座图仿真和通信性能仿真结果验证了系统的有效性和可靠性。     

基于两分量广义加权分数傅里叶变换的大规模MIMO波形设计

针对大规模多输入多输出（MIMO）系统下传统信号分集技术需要牺牲通信速率或频谱等通信资源的缺陷,提出了一种基于两分量广义加权分数傅里叶变换（DCGWFRFT）的波形设计方法。该方法通过引入计算分集的概念,以一定的计算资源为代价提升系统的分集性能,且发送端不需要已知信道状态信息。分析了基于DCGWFRFT的波形的计算分集原理,并根据该原理提出了一种基于DCGWFRFT的波形设计与变换流程,在保持物理层安全特性的基础上提升波形的抗衰落能力。理论分析证明,在无噪声的情况下,所提出的波形设计与变换流程能够完美恢复原始发送信号;在有噪声的情况下,所提出的波形相比于未经变换的波形的误差能量分布更加平均。仿真结果显示,在误码率为10-3时,基于DCGWFRFT的波形相比于未经变换的波形有至少1.7 dB的比特信噪比性能优势。     

基于新型变换域的低截获技术

回顾了常见的抗截获技术的发展,并对抗截获技术按照时、频、码、能等进行了分类,分析讨论常见的抗截获技术的优势和存在的问题,重点针对变换域的抗截获技术进行分析。变换域抗截获技术主要是利用变换域信号的参数动态变化提高抗截获性能,对加权分数傅里叶变换的发展历程从理论和应用两方面进行了总结回顾,给出了基于加权变换域的抗截获系统框架,针对变换域的抗截获技术进行星座图仿真和参数扫描误差分析,验证了其抗截获性能的优势。     

加权分数傅里叶变换在采样重构中的应用

针对频域非带限信号的重构问题,提出了一种基于加权分数傅里叶变换的采样与重构算法,并利用信号加权分数傅里叶变换在加权分数域的特性,得到了信号可完全重构的条件.理论分析和仿真结果表明,在满足给定误差的条件下,该算法能够以低于香农重构所需的采样率实现对信号的恢复,且简单易行,可利用FFT快速算法实现.     

基于LFM-BPSK 信号的距离像成像方法

针对雷达通信一体化系统中雷达成像与通信共享信号的设计,分析了常见的一体化信号设计模式。首先,利用线性调频信号相位调制传递通信信息,设计了一种基于线性调频—二进制相移键控(LFM-BPSK)调制的雷达通信一体化信号,并给出了运动扩展目标的回波信号表达式;其次,通过计算单脉冲回波信号采样的逆离散傅里叶变换或离散傅里叶变换,提出了基于一体化信号合成高分辨距离像方法;然后,依据相位因子对傅里叶变换的影响,分析了多普勒效应对一体化信号合成距离像的影响;最后,对一体化信号的雷达成像性能进行了仿真计算。