多频带正交椭圆球面波脉冲组的特征向量设计

从椭圆球面波函数(Prolate spheroidal wave function,PSWF)脉冲组的互相关矩阵入手,以互相关矩阵的特征向量作为加权系数向量,对原PSWF脉冲组进行加权求和,从而得到新的多频带正交PSWF脉冲组。仿真结果表明:该方法突破了传统Gram-Schmidt正交化在脉冲个数上的限制,同时保持了PSWF脉冲的高能量聚集性和误码率性能,并具有实时性好、易于工程实现的优点。     

一种高频谱利用率的PSWF脉冲组设计

脉冲超宽带(Impulse Radio Ultra-wideband,IR-UWB)技术主要使用脉冲传输信息,脉冲波形的选择影响着整个系统的性能。椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有频谱灵活可控的特点,在超宽带(Ultra-wideband,UWB)系统中得到了广泛应用。介绍了PSWF的定义和求解算法,针对目前存在的PSWF脉冲组频谱利用率较低的问题,提出了一种高频谱利用率的多频带正交PSWF脉冲组设计方法。仿真结果表明,该方法在满足FCC频谱掩膜条件的同时,有效地提高了PSWF脉冲组的频谱利用率,从而增加了接收端的信噪比。     

基于正交PSWF的DS-BPSK多址调制方法

针对现有的多址超宽带系统中多用户干扰严重的问题,提出了一种使用正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲的直扩二进制移相键控(DS-BPSK)多址调制方法。该方法中每个用户使用的脉冲是相互正交的,当系统同步良好时,接收机可以完全消除多用户干扰,从而显著提高系统的误码率(BER)性能。同时,PSWF脉冲具有频谱灵活可控性,可使该系统满足美国联邦通讯委员会(FCC)频谱掩膜条件。仿真结果表明,与使用单一脉冲的DS-BPSK多址调制相比,该方法能有效降低系统BER,提高了系统的抗干扰能力。     

定时误差对时域正交调制系统影响分析

非正弦时域正交调制是一种新颖的调制方式,可快速提高系统的单位频带利用率。针对该非正弦时域正交调制系统的解调接收和定时误差的影响问题,在最小差错概率准则下分析了理想同步情况下系统相关接收的误码率性能,公式推导了由于定时误差产生的干扰分量,并通过仿真定量分析了定时误差对误码性能的影响。理论分析和仿真结果表明:该调制系统对定时误差非常敏感,定时误差的存在会同时引起支路间干扰和码间干扰。     

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.     

基于三值编码的非正弦时域正交调制方法

在带宽受限的通信系统中,系统的频带利用率是非常重要的性能指标。为了提高非正弦时域正交调制系统的频带利用率,该文提出一种基于三值编码的高效非正弦时域正交调制方法。通过将待调制的二进制数据转换为多路并行的三进制数据,分别与多路正交脉冲的3种发送相位状态对应,增加了每个码元携带的信息量,从而提高系统的频带利用率。给出了系统的调制解调模型,理论推导了系统的频带利用率和误码性能,并与已有的非正弦时域正交调制系统进行了对比分析和仿真。结果表明,基于三值编码的非正弦时域正交调制方法可以有效提高系统的频带利用率,而信噪比的增加不超过0.3 dB。该方法适用于对信息传输速率要求高但带宽受限的场合,也有助于降低系统的实现复杂度。     

基于勒让德多项式的椭圆球面波脉冲设计方法

针对椭圆球面波函数(PSWF)硬件实现困难的问题,从PSWF与勒让德多项式二者微分方程定义的相似性出发,提出一种基于归一化勒让德多项式的PSWF脉冲设计方法。该方法根据所设计脉冲的时宽和时间带宽积两个参数生成对称矩阵,计算该矩阵的特征向量,得到各阶归一化勒让德多项式的系数,通过归一化勒让德多项式加权求和的方法构建PSWF脉冲。该方法可以通过改变归一化勒让德多项式的系数快速设计不同的PSWF脉冲,具有实时性好、精度可控和硬件复杂度低的优点。     

基于双锁相环路的非正弦时域正交调制外同步方法

针对非正弦时域正交调制信号难以同步的问题,从该调制信号的时域并行、频谱交叠特性入手,提出了一种基于双锁相环路的外同步方法。该方法使用与调制信号频域分离的带通PSWF脉冲序列作为辅助同步序列。接收端同步捕获时,首先利用窄带锁相环完成载波同步,在此基础上,通过相干解调得到基带PSWF脉冲序列,最后通过数字脉冲锁相环实现码元同步。仿真结果表明,该方法具有同步捕获快、稳定性好、抗噪声能力强的优点,尤其适用于并行调制路数较多的情况。     

基于白化变换的非正弦时域正交调制系统解调

为了提高在脉冲组非严格正交情况下系统的解调性能,提出了采用基于白化变换的检测法进行多脉冲联合解调的思路。仿真结果表明:该方法的性能优于匹配滤波法。与传统解相关法相比,该方法在小信噪比时性能较好,而在大信噪比时则性能较差。根据以上特点,将基于白化变换的检测法与传统解相关法相结合,提出了一种联合检测法。仿真结果表明:该联合检测法的性能优于以上两种方法。     

基于PSWF的多进制PPM-UWB系统分析

椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有最佳时域能量聚集性和频谱灵活可控性的特点,被认为是符合超宽带(ultra-wideband,UWB)系统要求的一种性能优良的脉冲。首先给出了满足FCC频谱掩膜要求的UWB脉冲波形设计方法,并将该方法应用于多进制TH-PPM超宽带系统中。分析了多进制TH-PPM超宽带系统原理,理论上推导了基于PSWF脉冲的多进制PPM-UWB系统的符号差错率公式,并与高斯脉冲进行比较。仿真结果表明,基于PSWF脉冲的UWB系统符号差错率性能要明显优于Gauss脉冲。