基于频-时域的非正弦波通信系统设计方法

为了突破正弦载波通信体制的约束,有效提高系统的频带利用率,提出了基于频-时域的非正弦波通信系统设计方法.采用从频域出发再到时域波形设计的通信系统设计思想,通过构建频域特性函数,反向设计时域脉冲波形;经时域正交脉冲组构建、非正弦时域正交调制,实现了信息的无载波传输.理论分析及仿真结果表明:该方法可使已调信号具有较好的能量聚集性,无需滤波而直接送往信道传输,可有效减少对其它频段用户产生电磁干扰,且系统的频带利用率可快速接近2 bit/s·Hz-1.     

正交椭圆球面波函数脉冲调制方法

为了提高通信系统的功率效率和频谱效率,该文提出正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲调制方法。该方法利用具有高能量聚集性的椭圆球面波函数作为传输波形来提高通信系统的功率效率,采用时域正交、频谱混叠或交叠的正交脉冲组传输信息,以减小信息传输带宽,提高通信系统的频谱效率。理论分析及仿真结果表明,该方法可使通信系统的单位频带利用率快速接近2 Baud/Hz,且已调信号具有较好的频域能量聚集性,不仅有利于提高系统的功率效率,还可有效减小对相邻通信用户的电磁干扰。     

基于 Givens旋转变换的PSWF脉冲调制信号PAPR抑制方法

针对基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function, PSWF)脉冲的调制信号峰均功率比过高的问题,该文提出一种基于Givens旋转的PSWF脉冲峰均功率比抑制方法.该方法从正交PSWF脉冲组的特征向量加权表示入手,利用 Givens旋转矩阵(,,)i j qG 对所有子坐标平面(,)i j 进行q角度的旋转,搜寻使脉冲组PAPR (Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)值最小的旋转矩阵,最后利用该矩阵对原PSWF脉冲组进行Givens变换,从而实现降低PAPR的目标.针对Givens旋转次数较多导致计算复杂度大的问题,该文提出分组flipping迭代的算法实现方案.理论证明了该变换方法能够保持脉冲组的带内能量聚集和正交性.仿真结果表明,该方法有效降低了脉冲组的PAPR,同时系统传输效率、调制信号功率谱密度与系统误码率性能均保持不变.     

非正弦时域正交调制信号频域均衡算法分析

非正弦时域正交调制体制的实现依赖于脉冲组间的正交性,而传输系统的非理想幅频和相频特性会破坏该正交性,影响正确解调。针对这一问题,从系统的频率响应入手,理论分析了保持脉冲组时域正交性的条件,分别采用综合法、牛顿插值法和埃尔米特插值法对传输系统的频域特性进行均衡,并仿真比较了均衡前后系统的幅相特性及对误码率特性的影响。仿真结果表明,基于埃尔米特插值的频域均衡算法,在传输系统幅频、相频特性方面均衡效果最佳,且使系统误码率性能得到很大改善。     

非正弦时域正交调制信号的抗定时抖动接收方法

在非正弦时域正交调制通信系统中,调制信号对定时抖动较敏感,定时抖动可使解调性能显著下降.针对该问题,提出了一种抗定时抖动接收方法.该方法从非正弦时域正交调制信号与低通信号的等效性出发,根据接收信号与等效的正余弦载波的相关运算结果来求取各路脉冲调制信号的定时抖动大小,以实时修正相关接收机中的各模板信号相位,从而消除定时抖动对解调性能的影响.仿真分析结果表明,定时抖动误差控制在1%×Ts内,即可消除对解调性能的影响.该方法既克服了已有方法的应用局限性,又保持了相关接收机的最佳输出信噪比特性.     

基于状态转移矩阵逼近的椭圆球面波函数求解方法

该文针对现有椭圆球面波函数(PSWFs)求解算法存在的效率低、硬件实现复杂度高,尤其是精度不可控的问题,结合线性时变系统理论,提出一种基于微分方程状态转移矩阵逼近的PSWFs求解方法。该算法通过求解小区间上的状态转移矩阵来逼近整个时间区间上的状态转移矩阵,进而求得离散时间点上的系统运动轨迹,即PSWFs数值解。理论推导了求解误差并修正了算法,修正后算法具有简明的误差表达式,与Parr算法和Legendre多项式逼近算法在求解精度和复杂度上进行了对照分析。结果表明,该文算法求解精度高且可控,时间和空间复杂度低,易于硬件实现。     

PSWF非正弦时域正交调制信号短波信道研究

在基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions,PSWF)的非正弦时域正交调制信号的解调过程中,脉冲正交性对解调性能至关重要。在简要介绍信道模型和非正弦时域正交调制原理的基础上,对信道多径时延、衰减等因素以及调制路数对正交性的影响,进行了理论推导和仿真分析。最后提出:多径时延对正交性的干扰呈规律性起伏变化;非主径信号的强度是影响正交性的主要因素;随着调制路数增加,PSWF脉冲组正交性的恶化程度趋于平稳。     

非正弦时域正交编码调制及其功率谱分析

针对传统非正弦时域正交调制(Nonsinusoidal Orthogonal Modulation in Time Domain,NOTDM)系统多址复用容量有限的问题,提出一种基于正交或准正交序列的非正弦时域正交编码调制方法。给出了系统的调制模型和数学表达式,理论推导了调制信号的功率谱表达式并仿真分析了采用不同编码的调制信号的功率谱。理论和结果表明,与非正弦时域正交调制信号相比,编码调制后的信号功率谱能保持原有包络,但是会产生离散谱,提高功率谱旁瓣值.采用自相关性能好的序列进行编码可以降低离散谱的谱线。     

基于初始化参数传递的并行自适应判决反馈均衡方法

椭圆球面波(PSWFs)时域正交调制信号脉冲间正交性易受到信道特性影响,信道补偿方法中线性均衡方法补偿精度有限、现有判决反馈均衡方法对并行信号训练复杂度大.针对上述问题,提出了一种基于参数传递的并行自适应判决反馈均衡方法.采用初始化参数传递方式,实现多个并行均衡器的快速初始化,并运用输出加权平均模式转换机制,快速准确判...     

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.