基于判决反馈的VDES解调系统设计与FPGA实现

甚高频数据交换系统(Very high frequency Data Exchange System,VDES)作为新一代船舶通信系统,具有广阔的应用前景。由于卫星相对船舶的高速运动,VDES中上行应用特定消息(Application-specific Message,ASM)链路会产生较大的多普勒频移,在接收端仅依靠已知训练序列估计的频偏等信道参数无法满足正确解调的性能要求。为此提出一种基于判决反馈的解调方法,通过分段解调,缩短每次解调的数据长度,提高解调时对频偏的容忍度,并利用每段解调的结果作为下一段未解调数据的导频,估计出当前数据中的信道参数。仿真结果表明,所提算法相较于无反馈相干解调算法性能大大提升。在上述研究的基础上,在可编程逻辑器件上实现了对ASM无导频上行链路的正确解调。

基于连续凸逼近的协作式非正交多址接入联合无线携能通信的能效优化方案

在传统的非正交多址(NOMA)系统中,通常将更多的功率分配给边缘用户以此来保证其通信质量,系统公平性以牺牲系统容量为代价。基于协作通信的NOMA系统虽可解决上述问题,但在协作阶段中心用户需承担中继的作用,这种方式必将给中心用户带来一定的负担。为了兼顾系统容量和公平性,该文提出一种基于协作通信和无线携能通信(SWIPT)的新型资源分配方案,该方案在满足边缘用户通信质量情况下,使用能量收集设备完成能量收集,通过连续凸逼近(SCA)求解目标问题最大化系统能效。仿真结果表明,与传统NOMA和协作式非正交多址接入系统(CNOMA)相比,CNOMA-SWIPT系统的能量效率得到了较大的提高,在基站最大发射功率为30 dBm时相比NOMA系统能达到60.8%的增益,相比CNOMA系统能达到比CNOMA系统高出约11.5%的增益,更符合绿色通信的发展理念。

超窄带调制信号的特殊滤波分析与仿真

为了对具有微小波形差的超窄带EBPSK调制信号进行检测,提出了一种特殊的共轭零极点滤波器.该滤波器可将调制的相位信息转化为幅度信息,产生上凸或下凹现象.通过分析分解波形的滤波响应,运用叠加原理对该滤波器产生的特殊现象进行了定性的解释;利用频率响应的相频特性表达式对其进行了直观分析.实验结果表明:利用零极点滤波器产生的寄生调幅现象可以采用门限判决,从而简化了EBPSK系统接收机结构,仿真的误码率曲线表明了该滤波器对EBPSK传输系统性能有很大的提升作用.

高效无线系统中EBPSK调制的功率谱分析及优化(英文)

为了满足人们对通信系统传输率等性能越来越高的需求,提出了基于扩展的二元相移键控(EBPSK)调制的高效无线系统,详细推导了EBPSK功率谱解析表达式.在不损失有用信息的前提下,通过直接在表达式中去除表示周期分量的线谱,导出新的频谱优化方法.在此基础上讨论了合理的带宽定义方式,表明了EBPSK属于超窄带高效通信的范畴.分析了EBPSK调制参数对带宽、传输速率及传输性能的影响.实验结果表明了理论谱表达式及优化的正确性,也证明这种超窄带系统在得到较高的频谱效率的同时可以达到很好的误码率性能.

恒模算法:进展与展望

本文阐述了恒模算法的数学模型和基本原理,对近年来出现的各种恒模算法进行了综述,简要分析了这些算法的工作原理和收敛特性。在此基础上讨论了恒模算法在盲均衡、盲多用户检测、干扰抑制和盲波束形成等领域的应用。最后对恒模算法的发展趋势进行了展望。

一种新的基于序列蒙特卡罗方法的符号检测器

在衰落信道下检测传输符号是序列蒙特卡罗方法在通信领域中的一个重要应用。由于在序列蒙特卡罗方法中重要函数的选择直接会影响系统性能,针对这一问题,提出了一种新的混合重要函数,较大幅度提高了衰落信道下传输符号的检测水平,仿真结果也证实了这种新检测器的有效性。

EBPSK系统抗脉冲干扰性能研究

首先介绍了扩展的二元相移键控(EBPSK)调制波形及脉冲干扰模型,提出了一种简单的基于冲击滤波器和限幅的抗干扰传输模型,从理论上分析了该系统对抗脉冲干扰的优势。仿真实验表明,在严重的脉冲干扰情况下,EBPSK系统表现出超强的抗干扰能力,同时,也通过误码率曲线表明了基于限幅的系统模型的有效性,从而为超窄带的EBPSK系统迈入实际应用阶段奠定了基础。

基于奇异值分解与神经网络的干扰识别

无线通信中的抗干扰技术对通信的稳定性和安全性都具有重要意义,干扰识别作为抗干扰技术的重要环节一直是研究的热点。该文提出一种基于奇异值分解与神经网络的干扰识别方法,该方法只计算信号矩阵的奇异值即完成特征提取,与传统方法相比节省了多个谱特性的计算量。仿真结果表明:基于奇异值分解与神经网络的干扰识别方法与传统方法相比在干信比为0 dB左右的条件下识别准确率有10%~25%的提高。

统一的BPSK信号功率谱分析

二进制移相键控BPSK调制是载波相位按基带脉冲而键控改变的一种数字调制方式,其功率谱推导在传统上也是按照将基带脉冲的频谱左右频移进行的,因而要求频移后的谱没有混叠,即只有高载频才能忽略近似性,具有一定的局限。本文按照直接载波调制的思路,推导出BPSK已调信号功率谱的准确表达式,既消除了高载频的限制,也统一了对于BPSK功率谱的基带分析和载波分析方法。仿真结果表明了新表达式的正确性。

基于自制小波的EBPSK信号检测器

针对全新的高速高效调制方案——扩展的二元相移键控(EBPSK)调制的微小调制差别检测难题,在研究EBPSK调制波形及简单的冲击幅度检测的基础上,提出了一种基于自制小波的EBPSK检测器,其中自制小波是基于通过冲击滤波器后产生的冲击波形包络来构造的。通过仿真实验进行了与一些经典的小波检测器的比较,结果表明在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,基于自制小波的EBPSK检测器性能更佳,在较低的信噪比条件下,仍能较好地检测出信号的位置和尺度,且算法实现复杂度较低。

一种随机极性MCP-EBPSK调制解调器

为改善随机极性的连续相应的扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,该文提出一种带功率谱形状调节系数的随机极性修正CP-EBPSK(Modified CP-EBPSK,MCP-EBPSK)调制解调器。阐述了随机极性MCP-EBPSK调制的基本原理,给出了无随机极性的MCP-EBPSK调制理论功率谱表达式。同时,设计了合适的数字冲击滤波器用于解调,给出了无编码的随机极性MCP-EBPSK通信系统框图,分析和验证了该类调制信号的功率谱特性和解调性能,并对多径信道上的解调性能进行了仿真。仿真结果表明:新的调制方式通过对功率谱形状的调节,不仅频谱利用率更高,解调性能也更好;现阶段,该系统不适合在无线信道传输,有望在有线信道上率先获得应用。

星间链路新型信号体制设计

从信息理论基础和通信技术源头开展创新,将高频谱效率的扩展二进制相移键控调制波形、极大提升解调前信噪比的数字冲击滤波器、自适应锁相解调方法和进一步提升解调性能的波形参数匹配技术有机融为一种全新而独特的高效通用调制解调体制,并结合导航星座星间链路的要求进行仿真。结果表明其特定信噪比下单位带宽可传输的信息速率bit/s/Hz/SNR(Signal Noise Ratio)综合指标显著超过现有对比技术,且码率、带宽和信噪比可与空间环境自适应。

全息技术在智慧教育中的应用研究

科技的高速发展,新技术的不断涌现,导致社会环境不断发展变化。不断将新技术适当而有机地整合到现行的教育系统,可以使教学手段、教学方法乃至新教育理念等方面得到很好的的扩充,并使之更加多元化、科学化。文章从全息技术相关概念入手,分析了全息技术在公共场合、医学、先进设备等领域的应用现状,从智慧学习、智慧课堂、智慧教室和智慧实验室等方面探讨了全息技术在智慧教育中的应用现状,并对全息技术的未来应用趋势进行了展望。

一种多元位置随机极性连续相位调制解调器

为改善随机极性的连续相位扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,提出了一种带功率谱形状调节系数的多元位置随机极性的修正连续相位扩展二元相移键控(MCP-EBPSK)调制解调方式。阐述了多元位置随机极性MCP-EBPSK调制原理和基于数字冲击滤波器多路判决的解调器模型,对比和分析了随机极性CP-EBPSK调制、多进制的随机极性CP-EBPSK调制和新调制方式的功率谱、-60dB带宽、频谱利用率和解调性能。仿真结果表明:新的调制方式不但能使频谱利用率成倍提高,而且可以通过选择合适的功率谱形状调节系数来获得更好的解调性能。

随机极性MCP-EBPSK传输性能

为提高随机极性的修正连续相位扩展二元相移键控(MCP-EBPSK)调制信号的传输性能,对比了AWGN信道上自适应门限判决、BP神经网络和支持向量机(SVM)判决3种解调方式的解调性能,并引入了RS码和规则LDPC码来进行改善.根据随机极性MCP-EBPSK调制原理和数字冲击滤波器特殊滤波机理,设计了基于自适应门限判决、BP神经网络和SVM的解调器.同时,在这3种解调方式性能均不佳时,对RS码和规则LDPC编码的随机极性MCP-EBPSK传输性能进行了仿真.仿真结果表明:在AWGN信道上,自适应门限判决、BP神经网络和SVM三种解调方式的解调性能相差不大;当采用自适应门限判决且误码率为10-4时,RS码和规则LDPC码的编码增益分别约为4 dB和7 dB.因此,引入信道编码可显著改善随机极性MCP-EBPSK的传输性能.

基于粒子滤波的数字广播无线定位与跟踪

数字广播作为一种全新的信息传输技术已开始广泛应用,利用数字广播信号进行定位具有独特的优势。本文简单介绍了基于正交频分复用(OFDM)调制的数字广播的测距原理,根据数字广播以恒定码率连续发送的特点,给出了序贯估计接收机位置和速度的定位、跟踪模型。在此基础上,分析了经典的粒子滤波存在的问题,提出了基于扩展卡尔曼滤波器组修正重要采样的粒子滤波方法。仿真表明,相比于扩展卡尔曼滤波和经典的粒子滤波,新算法能提高定位精度,且收敛速度快,性能稳健,不受初始值设定的影响。

EBPSK数字接收滤波器设计

超窄带是否可信、能否实现的关键就是接收滤波器的设计。美国人H.R.Walker最早提出利用采用石英晶体的零群时延滤波器,但由于晶体滤波器中心频率一旦设定就不可调,不仅灵活性差,而且难以数字化集成,因而很难广泛应用。本文提出了该滤波器的数字化实现方法,列举了其中的两种方法并给出具体的仿真结果。

智能天线中导频符号辅助的载波频偏估计

首先定量分析了智能天线的阵元和导频符号数目增减对频偏估计性能的影响 ;然后借助于自适应阵加权结构 ,提出了一种存在共信道干扰 (CCI)时 ,导频辅助估计频偏的新算法 ,该方法的自适应权只是中间变量 ,所以并不需要系统真正采用自适应结构 ,也不需要已知天线阵列流形。计算机仿真表明 ,该算法可以充分地利用多阵元和导频符号 ,有效抑制了CCI ,使频偏估计性能接近于克莱美 -罗界。

低密度奇偶校验码在EBPSK系统中的应用

扩展的二元相移键控(EBPSK)是一种高效调制,为了降低其在低信噪比下的误码率,引入了低密度奇偶校验码(LDPC)。用BP算法对LDPC码进行译码时,需要计算译码初始信息。根据所用EBPSK解调器的特点,本文定义了解调输出的近似似然比,不仅可以降低系统的复杂性,同时通过仿真发现,利用其作为译码初始消息可以得到较高的信噪比增益。因此,在EBPSK系统中应用LDPC码以抵抗噪声、降低误码率是一种较有效的方式。

EBPSK解调器的抗频偏特性研究

研究了载波频偏对于EBPSK传输体制的影响,通过实验证实了基于冲击滤波器的EBPSK解调器可容忍一定的频偏,必要时可省去锁相环。