短波信道下基于PSWF的非正弦时域正交信号调制解调实现

在对短波信道仿真模型进行了深入分析,并对非正弦时域正交信号的调制解调原理进行研究的基础上,利用Simulink软件对短波信道进行了仿真实现,构建了基于PSWF的非正弦时域正交信号的调制端和解调端。采用一种新的重构方法使小相对带宽PSWF脉冲的产生摆脱了Toeplitz矩阵求解的限制。在3~3.003 MHz频段内,实现了数据流的动态仿真。最后,给出了不同调制路数下的误码率曲线。     

基于低通等效的带通PSWF脉冲产生方法

椭圆球面波函数不存在闭式解,带通 PSWF脉冲信号的实时求解产生限制了 PSWF的应用。针对这一问题,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；在此基础上,反向运用低通等效原理,给出了一种带通 PSWF脉冲重构产生方法,并用 FPGA对该方法进行了设计实现。这一方法将带通 PSWF脉冲信号的产生转化为其低通等效形式的产生,可有效降低信号产生的复杂度,该方法引入了正余弦变换,建立了非正弦 PSWF脉冲产生与正余弦变换技术之间的联系,为 PSWF脉冲的工程应用奠定了基础。     

多进制直接序列扩频系统性能分析及仿真

扩频技术能有效提高通信系统抗干扰能力,因此在军事通信及民用通信领域得到了广泛应用。多进制直接序列扩频相对于直接序列扩频具有其特有的优势和较强的实际应用背景。本文对多进制正交扩频系统进行研究,介绍了多进制直接序列扩频的原理、分析了多进制直接扩频系统的误码性能,并研究了适合多进制直接扩频系统的信道编解码。仿真结果表明,多进制扩频具有良好的性能,适合带宽受限系统。     

美国致力研究用于先进战术网络的超宽带技术

目前,美国防御预研计划局(DARPA)先进技术办公室(ATO)正在对极端环境网络设计(NETEX)计划征求研究、开发、设计和测试方面的建议。去年进行的NETEX将要建立的超宽带(UWB)传感器和通信系统的一项初期研究是确定UWB系统对现有窄带频谱用户的电磁干扰影响。该项研究主要包括:·测量UWB系统对现有军用频谱用户的影响和定义共存参数;·建立UWB传输对窄带接收器影响的模型和为分析UWB与相对旧的系统的相互影响提供成套工具;·研制UWB传播和信道模型。NETEX计划本身的目标是帮助UWB系统融入一种无线网络技术中,而这种无线电网络…     

PCM/PPK再入遥测系统性能分析

PCM/PPK再入遥测系统是一种多进制脉冲位置调制系统,具有抵抗码间干扰能力强、能量效率高的特性。在该系统中,码元之间不是相互独立的,基于PCM码的群码特性,分析了在择大检测下PCM/PPK系统的误码性能和误差特性,并与固定门限判决下的误码性能和误差特性进行了比较,结果表明,在小信噪比时择大检测劣于固定门限检测,而在大信噪比时优于固定门限检测。     

基于小波变换的测距仪脉冲干扰抑制方法

为解决L频段数字航空通信系统以内嵌方式部署在L频段测距仪频道间而产生的测距仪系统干扰宽带航空数据链接收机的问题,基于小波变换去噪方法提出L-DACS1系统测距仪脉冲干扰抑制接收机,利用LDACS1及测距仪脉冲干扰信号特性,基于小波变换去噪方法重构测距仪脉冲信号,然后在时域内消除测距仪脉冲干扰信号。计算机仿真结果显示:在高斯白噪声信道与多径信道环境下,所提出L-DACS1接收机方案可有限消除测距仪脉冲干扰,提高链路传输的可靠性。     

一种多脉冲微推力的测量方法

 微推力测量技术是微推进器设计的关键技术之一,是微小卫星进行轨道保持、姿态控制的基础技术。多脉冲平均微推力的测量对于脉冲微推进器的特性研究有着重要的作用。对常用的微推力测量方法进行了总结,提出了一种多脉冲微推力测量的方法。基于二阶系统模型,利用傅里叶展开的方法,分析了在多脉冲推力作用下测量系统的动态响应。理论分析和仿真结果表明：在推力脉冲的频率远高于测量系统的固有频率时,系统的稳态转角同微推进器的平均推力成正比;可通过测量系统的稳态转角来获得平均推力大小;通过测量得到的平均推力,还可以获得总冲的大小。该测量方法可以有效避免推力信号的波动对于平均推力测量的影响。     

FPGA在TDMA扩频信号传输格式中的应用设计

通过在时分多址(TDMA)系统中引入扩频技术,提出了采用FPGA芯片设计一种多进制编码扩频信号传送的方法;介绍了该设计方法的特点和实现流程。在相应硬件开发平台上的仿真试验结果表明,该设计是行之有效的。     

基于局部三角变换的OFDM系统

正交频分复用(OFDM)调制技术由于具有良好的抗多径干扰能力和高效的频谱利用率,在许多数字传输系统中被广泛应用,成为当今卫星通信研究的热点。本文提出了基于局部三角变换（LTT）的OFDM系统模型,该系统带外频率谱密度下降快,并能保持相邻的OFDM符号的正交性。给出了用离散余弦变换（DCT）实现的快速算法及复杂度,并考查了最优基的选取。仿真和分析结果表明：该系统误码率比基于快速傅里叶变换（FFT）的系统更小,能更好地适应高速传输带来的大多普勒频移,更有效地利用带宽,为接收端对高速数据的解调提供很好的保证。     

基于码分复用的超空间分辨率成像技术

在遥感类光电成像系统中,光学镜头可实现较高空间分辨率,而光电探测器件空间分辨率不足,焦面图像的采样不满足Whittaker-Shannon抽样定理,频谱之间的混叠导致实际分辨率下降。基于此问题,提出了一种通过编码技术标识来自物空间的不同频率,再通过像空间的解码来消除频谱混叠的影响,进而实现超分辨率成像的方法。该方法在光路中没有微镜扫描等机械运动部件,同时具备在一定程度上降低噪声的特点。文中对频谱编码实现超分辨率的机理进行了仿真,依据仿真模型和结果对影响频谱编码效果进行了相关分析。     

基于功率复用的椭圆球面波函数非正交调制方法

围绕如何降低基于椭圆球面波函数的非正交调制（PSWF-NPSM）系统误码率，降低信号检测复杂度，引入调制信号功率复用思想，提出基于功率复用的椭圆球面波函数非正交调制（PD-PSWF-NPSM）方法。该方法对载波信号按子波带进行功率分配，增加了调制信号最小欧式距离，降低了系统误码率；在接收端，提出基于检测统计量的串行干扰相消信号检测方法，依据不同支路信号间功率差异，对信号进行分离、检测。理论与仿真分析表明，该方法在不降低系统频带利用率、调制信号功率谱、峰均功率比特性前提下，能够有效提高系统误码性能，降低调制信号检测复杂度；与原非正交调制方法相比，当误比特率（BER）为10^-5时，所提方法系统误码性能提升约1.7 dB。     

Maximal capacity nonorthogonal pulse shape modulation

To improve spectral utilization of communication system, a novel nonorthogonal pulse shape modulation(NPSM) based on prolate spheroidal wave function(PSWF) is proposed. The modulation employs nonorthogonal PSWF pulses to transmit information and it shows a higher capacity than traditional orthogonal modulations. The NPSM capacity under the constraint of finite input alphabet, which is determined by parameters of PSWF pulse, is derived. An optimization model for maximal capacity of NPSM is constructed and an exhaustive self-adapting gradient search algorithm for the model is proposed. A practical NPSM scheme with the maximal capacity is obtained by this search algorithm and it is proved to be superior to orthogonal signaling in the capacity. Our theoretical analysis is validated by numerical simulations and practical tests, and the results show that NPSM outperforms orthogonal modulations in the capacity and has a lower Peak-to-Average Power Ratio.     

宽带卫星通信信号的多维星座图解调方法

高速卫星数据传输需要利用较高调制维度和较多星座点数来实现,一方面导致接收端具有较大实现复杂度,另一方面系统可靠性极易受信道非线性影响。针对以上问题,通过对多维星座图信号的解调性能进行理论分析,得到极大后验概率（MAP）解调误符号率（SER）的理论公式,在保证系统SER性能的基础上,提出了基于星座图相关的检测方法。该方法利用脉冲正交性得到接收星座点,对其进行向量相关运算得到解调数据,有效降低了解调判决过程的复杂度。针对信号经过高功率放大器（HPA）后的非线性失真问题,建立了HPA信道估计模型,利用最小二乘（LS）信道估计方法对原解调星座图进行修正,提出了基于修正星座图的解调方法。仿真结果表明,该方法在降低实现复杂度的同时,有效提高了系统抗HPA信道非线性失真的能力,可实现对宽带高速卫星通信信号的高效准确解调。     

非视距误差神经网络改正的超宽带定位模型研究

非视距环境是造成超宽带定位系统精度下降的主要原因。由于非视距环境的测距精度下降难以通过常规计算方法建立改正模型,提出了一种基于反向传播算法的神经网络改正的超宽带稳健定位模型。该方法通过反向传播神经网络的自适应学习方法建立了一种超宽带非视距误差改正的稳健定位模型,实现了在非视距环境下超宽带定位精度的提升。首先采集非视距环境下超宽带测距值,提取超宽带在非视距环境下的坐标序列,计算得到误差序列,然后通过反向传播神经网络建立误差改正模型预测得到标签的误差改正值,最后使用超宽带Kalman滤波定位模型进行超宽带定位,从而消除非视距环境对定位精度的影响。通过对比实验分析,本模型较多项式拟合模型超宽带测距精度提高46.8%,定位精度提高43.4%;较多面函数拟合模型超宽带测距精度提高28.2%,定位精度提高26.2%。实验结果表明,反向传播算法的神经网络对超宽带非视距定位模型的误差改正有很好的效果,对超宽带定位精度的改正效果显著。     

基于角度分集的机载超宽带MIMO天线设计

为了提高机载通信设备信道容量和进一步减小天线安装空间，提出一种采用角度分集技术的超宽带（UWB）多输入多输出（MIMO）天线。该天线将Vivaldi天线和超宽带槽天线进行了集成设计，无需采用解耦结构便可获得较高的端口隔离度，大大提高了数据传输率。通过在Vivaldi天线辐射臂上开一对方形缝隙和在介质板背面增加长方形辐射贴片，可以有效减小天线的尺寸，设计的UWB-MIMO天线尺寸为36 mm×36 mm×0.8 mm。给出了天线的设计流程，加工了天线实物，并对其进行了测量。仿真和实测结果表明MIMO天线具有超宽的阻抗带宽，可以覆盖整个3.1~10.6 GHz超宽带频段。Vivaldi天线阻抗带宽为2.8~15.9 GHz，UWB槽天线阻抗带宽为1.8~12.7 GHz，天线端口隔离度均在-10 dB以下。测量了天线的辐射性能和增益特性，实测结果与仿真结果吻合较好，证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和机载阵列天线系统中。     

Multipath and ground clutter analysis for a UWB noise radar

An ultrawideband (UWB) random-noise radar operating in the 1-2 GHz frequency band has been developed and field-tested up to a 200 m range at the Environmental Remote Sensing Laboratory (ERSL) of the University of Nebraska. A unique heterodyne correlation technique based on a delayed transmitted waveform using a photonic delay line has been used to inject coherence within this system. The performance of this radar in the presence of ground reflections is investigated analytically and experimentally, and the mitigating effects of UWB waveform on multipath-induced interference are analyzed. In addition, the ground clutter statistics, in a look-down mode, are theoretically established and experimentally verified. The performance of this radar in detecting clutter embedded targets with small radar cross section (RCS) is also experimentally examined.     

脉冲超宽带信号测量性能分析

超宽带技术是一项新兴的无线通信技术,具有极其广阔的发展前景,但目前仅用于室内短距离通信,少见用于航天测控系统。为了将超宽带技术应用于测控系统中,以模糊函数为工具,对脉冲超宽带信号的测量性能进行分析。首先推导矩形脉冲串信号和载波调制矩形脉冲串信号的模糊函数,并对其模糊特性进行仿真分析。在此基础上,主要针对用于测控系统的伪码调制脉冲超宽带信号,利用其模糊函数分析其测距测速性能。结果表明:该超宽带信号具有良好的测距测速性能,其最大无模糊距离为1个伪码周期,最大无模糊多普勒频率为脉冲重复频率的倒数;单脉冲宽度越窄,其测距性能越好而测速性能越差。     

一种基于QoS的自适应混合协同传输方法及性能分析

理想的混合协同传输系统中,所有的中继节点都参与译码,将带来计算复杂度的提高、节点资源消耗的增加以及信息传输时延的增大。针对多节点的协同无线传输网络,提出了一种基于服务质量(Quality of Service, QoS)的自适应混合协同传输方法,并进行了性能分析,给出了系统误码率(Symbol Error Rate, SER)及中断概率的闭合表达式。该方法根据目的节点的QoS需求以及中继节点的信噪比(SNR)门限,动态地调整中继节点的传输模式,能够减小系统能耗,延长节点使用寿命。数值及仿真结果表明,基于中继节点信噪比门限的混合协同传输能够以较低的实现复杂度获得与理想的混合协同传输相近的性能,理论的性能分析结果与实际仿真结果相一致。     

基于杂波子空间估计的MIMO雷达降维STAP研究

 多输入多输出(MIMO)雷达是近年来出现的一种新体制雷达,针对MIMO体制的机载雷达开展空时自适应处理（STAP）技术研究是值得进一步努力的方向。本文研究了机载MIMO雷达STAP技术的降维算法,通过对STAP技术杂波抑制原理进行分析,推导并得到一种基于杂波子空间的降维算法。结合扁长椭球波函数（PSWF）的特点,提出了一种基于杂波子空间估计的降维算法,并与若干降维算法的杂波抑制性能进行比较。结果表明,当存在阵元幅相误差时,该算法在保持杂波抑制性能的同时能够有效地降低STAP算法的运算量。