多进制chirp-rate键控调制及分数傅里叶变换法解调

基于chirp信号chirp-rate和中心频率参数与其分数傅里叶变换特性之间的明确关系,提出了一种采用分数傅里叶变换法解调的多进制chirp-rate键控调制方式,该方式具有恒包络,并具有优于MPSK的误码性能。进而,将多进制chirp-rate键控与MFSK联合使用,通过参数调整,能够获得误码率性能与频谱效率间的折中。

基于深度学习的多进制相移键控信号调制识别研究

国内外众多的学者针对信号的调制识别做了许多深入的研究,并不断地研究出各种调制识别方法。针对多进制相移键控信号(multiple phase shift keying, MPSK)的识别效果不理想,给出了基于深度学习的识别模型,利用信号的时频图和星座图相关特征进行MPSK调制信号类型的识别,并基于时频图和星座图的识别结果进行决策融合,对比3种方法的识别效果,实现对MPSK信号识别效果的有效提升。

双模三维索引调制差分混沌移位键控系统的设计及性能分析

针对传统差分混沌移位键控系统速率低、误码性能差的问题,提出了一种双模三维索引调制差分混沌移位键控系统。该系统利用时隙、正交码和顺序索引,在选中与未选中的时隙上均传输信息比特。在接收端,通过采用降噪技术,减小了噪声的方差,提升了系统误码性能。推导了在加性白高斯噪声信道和多径瑞利衰落信道下的比特差错率公式。仿真结果显示,与相似的混沌键控系统相比,所提系统具备更高的数据速率和更为优越的误码性能。

高速置换索引差分混沌移位键控通信系统

为了提高置换索引差分混沌移位键控系统的数据传输速率和能量效率,提出了高速置换索引差分混沌移位键控通信系统。该系统采用置换矩阵索引多元信息,并携带一个调制位。发射端将参考信号复制P次作为信息承载信号,通过希尔伯特变换,每个信息时隙中多传输N个用户的信息,将信号级联到正交频分复用系统进行正交载波调制,大大提高了系统的数据传输速率;同时推导了该系统在高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道下的误码率表达式。理论分析及仿真结果证明,该系统相比其他置换索引类系统具有高速率、低误码率的良好特性,有更好的应用前景。

一种M进制短参考置换索引的差分混沌移位键控系统

为解决置换索引的差分混沌移位键控(PI-DCSK)通信系统存在能量效率低的问题,结合短参考技术,提出了一种M进制短参考置换索引的差分混沌移位键控(SR-PI-DCSK)系统。该系统将参考时隙的混沌序列缩短至小于半个符号周期,信息时隙将参考时隙的置换排列副本进行复制并拼接P次,在不增加PI-DCSK系统结构复杂度及维持相同的恢复比特信息所需能量的情况下,可以有效提高系统能量效率,同时提升系统的误比特率(BER)。然后,分析了SR-PIDCSK系统的能量效率,推导了其在多径瑞利衰落信道环境下的BER表达式,使用蒙特-卡罗模拟仿真验证了该理论推导的正确性。仿真结果表明,在同一条件下,所提出的系统与PI-DCSK系统相比具有更好的性能增益,这能为下一代物联网短距离通信应用提供一种混沌调制方案。

改进型降噪差分混沌键控方案的设计与性能分析

针对差分混沌键控方案传输速率低和误码性能差的缺点,设计了一种改进型降噪差分混沌键控(Improved Noise Reduction Differential Chaos Shift keying,INR-DCSK)方案。该方案产生一段样本序列,然后通过缓冲器“延拓P次”作为参考信号,同时分别与P个信息比特的乘积作为承载信息信号。通过在降低接收端参考信号的噪声方差提升误码性能,并在同一帧时间内传输多个比特信息提升传输速率。在多径瑞利衰落信道和加性高斯白噪声信道下,得到该方案的理论表达式及Monte Carlo仿真,仿真结果与理论表达式结果一致。实验分析表明:在相同的情况下,相比于NR-DCSK方案,INR-DCSK方案有更好的性能。

基于相位统计信息特征的相移键控类信号识别

为解决非协作通信中,相移键控类信号由于相位相似,导致在复杂环境下的分类识别困难的问题,本文在高斯噪声下通过对信号相位信息概率密度的推导,并使用高斯核密度估计的方法得到了一种恢复信号相位信息特征的方法。通过仿真实验将该方法从加性高斯噪声推广到加性Alpha稳态分布噪声中。在该方法下,本文提出的特征对BPSK、QPSK、OQPSK、π/4_DQPSK、8 PSK 5类信号在Alpha噪声下可以准确识别。研究表明:使用支持向量机方法可以在信噪比0 dB以上时使信号的总体识别率达到90%以上。

基于深度学习的多进制相移键控信号调制识别研究

众多学者深入研究了信号调制识别方法,但对于多进制相移键控信号(MPSK)的识别效果不佳。本文提出基于深度学习的识别模型,利用时频图和星座图特征识别MPSK信号类型,并融合两种识别结果进行决策。对比三种方法,有效提升了MPSK信号的识别效果。

基于分数阶Fourier变换的chirp-rate调制解调方法研究

本文提出了一种基于分数阶Fourier变换的chirp-rate调制(CRM)非相干解调方法,并导出了其解调器的输出峰值;其次,从多普勒频移和码同步误差两个方面,将本文方法与匹配滤波相干解调方法进行了对比分析,得到了相应的对解调性能影响的解析表达,可以发现chirp-rate调制具有很强的抗多普勒频移能力,但是对码同步误差较为敏感.最后,通过仿真分析,验证了上述理论推导的正确性,并对比了本文方法和匹配滤波相干解调的误码性能.由于本文方法是一种非相干解调,所以相较匹配滤波相干解调差了约3dB.

一种码元宽度部分重叠的chirp-rate调制高效传输方法

chirp-rate调制是线性调频扩谱通信的一种调制样式,具有很强的抗多径和抗多普勒频移能力。为进一步提升chirp-rate调制码元传输的带宽利用效率,提出了一种码元宽度部分重叠的chirp-rate调制高效传输方法。然后,推导了其带宽效率提高倍数。接下来,基于分数阶Fourier域解调而推导了单个码元宽度内不同调制信号的分数阶傅里叶谱对正确解调的影响,并据此导出了部分重叠传输模式下的带宽效率提高倍数最大值的解析表达。最后,通过仿真分析验证了上述理论推导的正确性。

扩容型正交抑噪多级差分混沌移位键控通信系统

针对多进制差分混沌移位键控系统传输速率较小且误码率(BER)较差的缺点,该文提出一种扩容型正交抑噪多进差分混沌移位键控(DCSK)通信系统。在该系统的发送端设计了一种改进型混沌基信号发生器,可产生4组正交的混沌基信号,使得通信容量极大提升。定义综合效用函数,并引入粒子群算法对系统各参数优化。对该系统在加性高斯白噪声(AWGN)和Rayleigh衰落信道下理论误码率公式进行推导及系统仿真同时对比不同系统的综合效用函数。结果表明,该系统具有更低的误码率和更优综合效用,具有较好的实际应用价值。

基于时隙变换的多用户多载波相关延迟移位键控系统

为了改善多用户相关延迟移位键控(CDSK)系统误码率(BER)较高的缺点,该文提出一种基于时隙变换的多用户多载波相关延迟移位键控(TST-MUMC-CDSK)系统。该方案采用置换矩阵对参考信号进行变换达到传输多用户信息的目的。在发送端,复制P次之后的混沌信号与经过希尔伯特变换的正交信号一同经过时隙变换器,产生2N个相互正交的混沌信号来承载2N个用户信息,大大提高了系统的传输速率。该文推导了该系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和瑞利衰落信道(RFC)下的误码率表达式,通过理论分析以及数值仿真验证了理论推导的正确性。仿真结果表明对比于其他同类系统,所提系统在相同误码率的情况下可以节约更多的比特能量,在误码率同为10–2时,该系统所需的信噪比比降噪多用户相关延迟移位键控(NR_MUCDSK)系统低1.5 dB,比无信号间干扰多用户相关延迟移位键控(NISI_MU_CDSK)系统低2.6 dB。该系统具有良好的理论价值,且为实际工程应用提供了良好的参考。

多用户多级降噪相关延迟移位键控通信系统

提出了一种多用户多级降噪相关延迟移位键控(multi-user multi-level noise reduction correlation delay shift keying, MUM-NR-CDSK)通信系统.该系统将各个用户的多进制信息映射为不同传输系数,再通过不同载波携带经过Walsh码调制后的信息承载信号.在接收端加入滑动平均滤波器降低系统误码率,解决了多用户多进制调频差分混沌移位键控(MAMA-FM-DCSK)通信系统采用多电平方式传输多进制信息时存在的系统误码率较高及传输效率低等问题.仿真结果表明,与其他系统相比,MUM-NR-CDSK系统传输速率提高了8倍,误码性能提升了近9 dB,因此在实际应用中具有更大的价值.

基于压缩感知的低复杂度广义空移键控信号检测算法

广义空移键控(GSSK)作为空间调制(SM)的一种简化形式,被广泛应用于大规模多输入多输出(MIMO)系统,以更好地解决传统MIMO技术中的信道间干扰(ICI)、天线间同步(IAS)和多射频(RF)链路等问题。针对GSSK系统最大似然(ML)检测算法计算复杂度高的问题,结合压缩感知(CS)中的子空间追踪(SP)算法和ML检测算法,并结合阈值的设置,提出一种基于CS理论的低复杂度GSSK信号检测算法。首先,用改进的SP算法获得部分发送天线组合(TAC);其次,删除部分天线组合,缩小搜索天线组合的集合;最后,利用ML算法和预设的门限估计发送天线组合。仿真实验结果表明,所提算法的计算复杂度明显低于ML检测算法,同时误比特率(BER)性能逼近ML检测算法,验证了所提算法的有效性。

Chirp-Rate Resolution of Fractional Fourier Transform in Multi-component LFM Signal

Distinguishing close chirp-rates of different linear frequency modulation （LFM） signals under concentrated and complicated signal environment was studied. Firstly, detection and parameter estimation of multi-component LFM signal were used by discrete fast fractional Fourier transform （FrFT）. Then the expression of chirp-rate resolution in fractional Fourier domain （FrFD） was deduced from discrete normalize time-frequency distribution, when multi-component LFM signal had only one center frequency. Furthermore, the detail influence of the sampling time, sampling frequency and chirp-rate upon the resolution was analyzed by partial differential equation. Simulation results and analysis indicate that increasing the sampling time can enhance the resolution, but the influence of the sampling frequency can he omitted. What＇s more, in multi-component LFM signal, the chirp-rate resolution of FrFT is no less than a minimal value, and it mainly dependent on the biggest value of chirp-rates, with which it has an approximately positive exponential relationship.

Chirp-rate调制的新型解调方法

提出了一种基于分段去斜率的Chirp-rate调制解调方法。根据CRM信号以不同调频斜率的Chirp信号作为调制信号的特点,接收端分为两级解调,第一级解调采用延时混频(去斜率)的方法,把不同调频斜率的Chirp信号转换为MFSK信号,第二级采用非相干方式对MFSK信号解调。最后分析了二进制CRM信号经过高斯信道的性能,在高信噪比情况下略好于基于分数阶傅里叶变换的CRM系统。

基于频移键控的无线电能与数据共同传输方法

无线电能与数据共同传输技术可在传输能量的同时实现信息交互,近年来被广泛研究。采用二进制频移键控(2FSK)的方式将数据调制到能量传输通道,通过改变逆变器工作在两个不同的频率实现二进制信息的调制。数据解调电路利用锁相环的频率跟踪特性实现信息的提取,即相位锁定时可以输出有效信号,不能锁定时可以输出电平相反的信号。通过构建原理样机,验证了无线电能与数据共同传输技术的有效性。实验结果表明,提出的无线电能传输方法可以在电能正常传输的同时实现10 kb/s的通信速率,且能量传输从几十瓦到几百瓦变化时通信性能不受影响。

基于色移键控的联合编码调制实验设计

结合可见光通信这一未来高速无线通信的关键技术,提出了一种基于色移键控的联合编码调制实验设计方案。首先,对引入三角形划分方法构建三维多强度平面星座进行研究,提出了基于目标色约束的多强度平面色移键控星座设计方法。其次,给出了实验方案的建模,并进一步提出基于集合划分和有限状态机的高编码增益联合编码调制方法。最后,对所提方案的最小均方欧式距离进行了计算与分析。仿真结果表明,所提的联合编码调制方案显著改善了可见光通信系统的误码率性能。

基于图像比对及键控技术的电视直播键填充信号播出系统设计

本文从设计思路、工作原理和流程、系统功能等方面详细阐述了一种基于图像比对及键控技术的电视直播键填充信号播出系统。该系统采用基于图像比对结果及延时机制的超前处理模式,实现键填充信号播出自动化,最大程度上降低键填充信号内容的出错概率,并能对内容出错的键填充信号进行有效处理。

根升余弦脉冲成型正交相移键控信号关键参数估计

针对非合作通信中根升余弦脉冲成型正交相移键控(QPSK)信号关键参数估计难度较大的问题,利用估计出的功率谱及其直方图实现对载频、符号周期的快速粗估计,在此基础上根据包络谱特点利用Chirp-Z变换估计得到符号周期的精确估计值,引入奇异谱分析方法在信号去噪的基础上实现载频精确估计,以载频及符号周期精确估计值为基础,实现对根升余弦脉冲滚降系数的估计,并给出了基于子空间分解对信噪比和信号幅度进行估计的方法。仿真表明,该方法在较低信噪比条件下仍能达到较好的估计精度。