IEEE 802.11a物理层链路中的删余及交织技术研究

搭建了基于正交频分复用(OFDM)的IEEE 802.11a的物理层链路平台,并针对链路平台中编译码模块,分别对其中的删余及交织环节进行了改进.基于特比译维码原理提出了一种改进的删余方法,并在其他物理层参数固定前提下,针对不同Eb/N0进行理论分析与链路性能仿真;基于改进的卷积编码器提出了一种改进的矩阵交织器结构.仿真结果表明,提出的删余方法比IEEE 802.11a标准中的相应方法在系统误码率性能方面大约有3dB的提高;改进的矩阵交织结构在Eb/N0大于5dB时,误码率有1～2dB的改善.

一种用于自适应跳频系统的新型交织方法

提出了一种用于自适应跳频系统的新型交织方法,本方法采用素数码来控制自适应跳频系统中交织部分的信息符号变换规律,具有交织相关系数小、延时低、存储容量需求小、且实现灵活不用刻意考虑矩阵维数的特点,达到了较优的交织性能度量.Monte Carlo仿真结果表明,在某自适应跳频通信系统仿真平台中,本交织方法与常见的行列交织、伪随机交织方法相比,在满足特定误码率前提下,能够改善系统出现连串错误时超出纠错编码纠错能力的抗误码性能,具有实现简单、低延时及计算量小的优势,使得自适应跳频通信系统在抗干扰方面有了更好的抑制效果,其抑制干扰的效果与平方素数码相当,好于行列交织方法,仅略低于伪随机交织方法.

新型卷积码编码器结构与性能分析

综合了LDPC和卷积码的特征,给出了一种卷积码编码器结构的改进方法.利用此方法可构造稀疏卷积码,进一步基于卷积码编码结构可实现高性能译码.设计了基于MIMO系统平台的时变新型卷积码结构,并进行仿真分析.结果表明,应用本文提出的卷积码编码器误码率在10-4时比传统卷积码编码器有2dB的编码增益提高;同时提出的编码器结构还可实现传统卷积码无法实现的长约束并行编码,具有实现简单、译码延时小的优势.

新型减格辅助MIMO-OFDM预编码传输机制

MIMO-OFDM架构下提出了收发端均结合减格辅助的传输机制：发送端与接收端分别将减格辅助与THP预编码及QR分解-串行检测相结合,将信道矩阵转化为列近似正交的矩阵,提高了系统的抗噪性能.分析和仿真表明,发送端采用减格辅助THP预编码比传统的基于不同准则QR分解的THP预编码在误码率为10^-2时有1～2dB左右的性能提升,接收端提出的LRA-QRM结合串行干扰对消检测算法相比LRA-MMSE算法有1dB左右的误码性能提升.

无线自组网个体移动模型分析

应用Palm积分分析随机点模型、随机方向模型和随机游走模型的平稳速度分布,证明速度衰减问题源于各个移动周期内速度和持续时间的相关性。应用Palm积分和几何概率分析随机点模型和随机方向模型的平稳节点分布,证明这2种模型具有非均匀节点分布特征。应用中心极限定理证明无边界区域随机游走模型的轨迹端点成正态分布。结果表明时间型随机游走模型是最合理的个体移动模型。

软件无线电与3G实现方案

包含多种不同标准的数字移动通信技术要求非常灵活的解决方案，采取软件编程的解决方案是最佳的选择。本文详细讨论了移动通信系统中软件无线电的概念、起源、原理及其在移动通信中的应用。

LVDS高速并口通信协议设计

提出高速数据传输系统中IEEE802.3千兆网卡与同步静态存储器间非对称点对点高速通信接口和通信协议设计方案,接口速率不低于1 Gb/s。基于高速接口中常用的低电压差分信号技术,电气连接单向使用5路低摆幅差分信号对,其中1路时钟,4路数据,双沿采样源同步传输;基于适用于短传播延时的停止等待自动重复请求协议,通信协议使用命令——应答机制;利用模256校验保证数据的可靠传输。理论分析表明,通信接口带宽可达1.2 Gb/s,协议效率在99%以上,协议工作稳定可靠,在满足千兆网卡全速接收转发数据的情况下,高速并口带宽仍有裕量。

数字通信实验软件平台的GUI设计与实现

设计功能齐全、实现灵活、移植方便的数字通信实验软件平台对于现有硬件数字通信实验平台进行验证和补充扩展,将有助于教学工作的展开。基于Matlab GUI功能的数字通信实验软件平台的设计与实现主要包括完整通信过程的仿真实现及其界面设计,其中,"完整通信过程实现"重点围绕采样、编码、调制、扩频等技术展开,并引入了信道中的噪声和衰落,能够更好地模拟实际通信系统的通信状况。教学实践证明:软件实验平台能够加深学生对于数字通信理论知识的掌握,并通过和实际硬件通信系统平台相结合,进一步锻炼学生的实践动手和自主综合设计能力。学生通过独立设计、调试程序,并与实际电路比对、测量,增强了学习的兴趣和积极性。

基于喷泉码的强抗干扰跳频传输设计及性能

针对跳频系统在一半跳频频点失效时系统瘫痪而无法通信,而喷泉码具有无码率、低复杂度、易于硬件实现等优势,考虑将喷泉编码用于强抗干扰跳频通信系统中.本文在对喷泉码编码原理及算法进行深入分析基础上,研究了基于喷泉编码的连续和随机频点部分频带干扰情况下的高效传输和译码性能.Matlab仿真表明,采用高码率LDPC预编码能有效降低译码开销.此外,还给出了一些重要结论以及译码参数计算公式,对实际跳频系统具有重要的指导意义.

启发式教学在“数字电路”课程中的实践分析

本文应用“启发式教学”方法于“数字电路与系统设计”课程中。具体实践时,采用“提出问题”、“启发思考”、“二分解答”以及“对比分析”四个步骤,将复杂的设计问题通过“提问-启发-思考-解答”的思路循序渐进给予解决。教学实践表明,启发式教学取得了良好的教学效果,值得深入持续推广。

Mask RCNN在雾化背景下的船舶流量检测

基于掩码区域卷积神经网络(Mask region-convolutional neural network,Mask RCNN)模型检测海域卫星航拍图片中的船舶流量检测,实现雾化与模糊背景下的自动检测船舶数量与船只定位.基于搭建的Mask RCNN网络模型进行训练,依据输出的船只位置,与准确位置对比,不断调整模型参数提升准确度,再用训练好的模型参数对测试集中的图片进行检测.训练后进行测试的结果为:重叠度(intersection over union,IOU)取0.5时,边界框位置准确度达85.4%,船只数量检测准确度高达89.9%.上述结果表明,Mask RCNN网络模型可实现高精度的船舶流量监测.

FQPSK调制在双波散射功率衰落信道下的性能

研究了深空通信系统的性能计算。系统采用Feher正交相移键控(FQPSK)调制和双波散射功率(TWDP)衰落信道,因为TWDP信道模型的散射传输波中含有两个镜面反射多径分量,可依据不同参数表达不同的衰落,因此适合描述复杂的电磁深空通信环境;FQPSK调制与标准QPSK相比具有频谱主瓣窄和滚降快的优势,因此更适合应用于深空通信系统中。为简化系统性能计算,推导了FQPSK调制在TWDP衰落下的误码率闭式解,并验证了推导的正确性。基于深空通信系统仿真平台,分析了不同种类QPSK调制及各种TWDP衰落参数下的误码率性能。结果表明,FQPSK与QPSK相比,结合卷积编码后可实现性能提升。

WLAN标准IEEE802.11ac/ad及其关键技术

阐述了WLAN技术的发展现状,并详述IEEE802.11ac/ad标准中新增关键技术。MU-MIMO及MAC层增强技术是IEEE802.11ac标准中的两大新增技术,而多频段互操作快速会话迁移(FST)技术以及自适应波束赋形技术是IEEE802.11ad标准中的关键技术改进,同时进一步阐述了802.11ad标准中支持的不同物理层类型及其应用场景。

阴影模型的正则化无设备重建与实时定位

在综合静态无线射频层析成像(Radio tomographic imaging,RTI)算法基础上,给出了一种可行且有效的实现无线传感器节点在空旷环境和障碍物条件下无线信号衰减原理障碍物监控的方法,实现定位与追踪.利用阴影衰落模型建立接收信号强度测量值线性系统模型,并采用SPIN令牌环通信协议收集接收信号强度;创新性地引入最小角回归算法与最小绝对值收缩和选择因子算法(Least absolute shrinkage and selection operator,LASSO),提高了图像重建速度.即在吉洪诺夫正则化与l1正则化算法分析对比前提下,创新性引入改进的最小角回归(Least angle regression,LARS)重建模型与算法,保证重建效果与复杂LASSO算法相似的同时,将重建图像速度提高一个数量级.实测基于16平方米范围内的16个JENNIC 5139节点进行定位与追踪.实测结果与仿真相比虽稍有偏差,但近似符合.这充分表明:吉洪诺夫正则化与l1正则化适用于不同分辨率场景,且都可较好地反映障碍物状况.

多工调频广播的探讨及其发射系统的数字化实现方案

多工调频广播在保持原调频广播射频带宽不变的情况下,插入多种业务信息,具有投入小、见效快的特点,近年来在无线数据传输等领域应用广泛。在介绍多工调频广播的基本原理、基带频谱结构和各种技术指标的基础上,提出了一个基于DDS和DSP技术实现其发射系统的全数字化方案。

“三位一体”教学模式在“数字电路”课程中的应用

针对“数字电路”课程逻辑和实践性比较强的特点,提出三位一体教学模式并实践。将“课堂教学、平时表现及实践教学”融合,取得了较好的教学效果。课堂讲授侧重于渐进问题引导及从模型搭建以及系统需求层面指引学生;此外,通过设计开放型实验及答辩等环节,培养每一位学生参与实践及独立设计的能力。课程预期成果均可量化,对教学效果可准确而全面地评估,值得深入持续开展和大力推广。

无线双模数字对讲机的设计与实现

传统模拟对讲机由于频谱利用率低、抗干扰性能差、频道开放、不具有保密性等原因已经很难满足需求。介绍的无线双模对讲机用于改善传统模拟对讲机抗干扰及保密性差的缺点,所提双模对讲机设计方案综合了集群和无中心两种工作模式功能,具有灵活设置与抗干扰性强的优点。重点设计了对讲机的软硬件结构,还对音频编解码进行了讨论分析。经测试,可实现距离350米内误码率低于10-4,文中所设计的无线双模对讲机可提供良好的性能。

低时延RS-CC级联码的设计与实现

为提高手持无线电台的纠错和时延特性,考虑设计一种短码长RS-CC级联码。通过对Reed-Solomon码缩短和截断以及对卷积码删余,提出了一种低时延的级联码设计方案,并进行性能分析和软硬件实现。结果表明,在高斯信道下,当E b/N0达到4.2 dB时,能够实现10-4的误码率性能。设计的RS-CC级联码码长较短,编解码固有时延低,译码速度提升30%,适合低时延应用。

喷泉码在多播传输机制中的应用

首先研究了数字喷泉码优异的前向纠错特性;其次,在IEEE802.16e标准基础上引入了多播广播服务(MBS)小区的概念,给出了MBS小区规划算法;接着,对多种度分布的数字喷泉码应用在多播传输机制中进行仿真和分析,最后得出结论。仿真结果表明,在每包2 000比特、开销20%时,采用Raptor度分布的数字喷泉编码能够保证误码率在0.1%以下,可实现高效率高可靠性的数据传输。多播传输机制中使用数字喷泉码,能够提高接收效率,适应时变信道与异质用户,并实现异步和断续接收。

射频带通采样技术在软件无线电电台中的应用

理想的软件无线电电台要求对天线接收的模拟信号经过放大后直接采样,但由于技术所限很难实现,而多采用中频采样的方法。由于中频采样增加了较多的模拟电路环节,违背了软件无线电思想的初衷,进而又提出了射频带通采样的方法。本文对这种采样方法进行了分析,并对应用这一方法的实际系统进行了介绍。