散射高功率放大器监控系统设计

高功率放大器在散射通信系统中承担着发射信号的作用,其性能好坏影响通信链路的质量,而监控系统作为高功率放大器神经中枢,承担着设备控制、状态监测与保护的重任。针对散射通信系统对设备监控系统的远程、便捷及高可靠的要求,在MCU的硬件基础上,采用专用SLIP协议的RS485总线,分析设计了设备的工作状态及状态转移,利用循环结构及中断处理程序进行了系统实现。设备运行表明,该监控系统稳定可靠,可实时监测设备状态,对工程有一定参考意义。

单载波频域均衡中的协作分集方法

为了克服单载波频域均衡技术中多径衰落对无线通信质量的影响,提出了一种"均衡前向"的协作分集方法.在该方法中协作伙伴把接收到的信号经过频域均衡后再转发到目的节点,并且把"解码前向"与"均衡前向"相结合以提高系统性能.仿真结果表明,协作分集可以有效降低系统的错误概率,并且两种协作方法结合的方法可以比单一方法得到更大的分集增益.协作伙伴的信道状态决定了协作增益的大小,必须综合考虑多个参数来选择合适的协作伙伴.

改进的集中式协作用户选择方法

针对协作分集系统中协作用户选择方法计算复杂度较高的缺点,提出了2种改进的协作用户选择方法———信道最优方法和非互惠信道最优方法.信道最优方法首先为信道最差的用户选择一个与其信道最优的用户作为协作伙伴,两用户互相作为对方的协作伙伴转发对方的信息,并且引入了2个信噪比门限来避免不必要的协作过程;非互惠信道最优方法是为信道最差的用户选择一个信道最优的用户作为协作伙伴,为其转发信息,而该协作伙伴则另外选择一个最优的用户作为自己的协作伙伴.仿真表明,在小区内的用户数达到50以上的时候,这2种协作用户选择方法在能量增益与最差链路优先匹配算法相当的基础上,可以省略复杂度为O(N2)的计算.

单载波频域均衡中的信道估计技术研究

为了克服频率选择性信道中符号间干扰带来的影响,研究了单载波频域均衡系统中的信道估计技术。研究了最小二乘(Least Squre,LS)算法及离散傅里叶变换(Discrete Forurier Transform,DFT)改进算法,并将高斯白噪声信道中的信噪比估计方法引入到单载波频域均衡系统中。仿真结果表明基于DFT的改进算法可以有效提升估计精度,二,四阶矩(2,4-ordermoment,M2 M4)等高斯信道中的信噪比算法可以应用到单载波频域均衡系统当中。

基于平流层飞艇的星地中继通信系统设计

针对高轨卫星对地激光链路受大气层影响较大,难以全天候工作的现状,设计了一种利用平流层飞艇平台对激光链路进行中继的通信系统,将激光终端升空到平流层降低大气层影响,采用高速微波实现飞艇平台到地面的信息中继,可以实现5Gbit·s-1以上的可靠信息传输。对激光载荷安装、微波链路预算以及天线对准等进行了分析,总结了随机运动特性平台高精度指向和快速捕获、大幅度低频扰动特性下高精度稳定、大容量微波高速自适应均衡等关键技术,可以满足高速中继的需求。

多节点协作通信技术研究

为了解决用户节点无法安装多个天线的问题,提出了多节点协作通信技术来形成虚拟的多天线阵列。多节点协作是一种新的空间分集方法,不同节点彼此共享天线并相互转发信息来得到分集增益。通过研究多节点协作通信的关键技术,分析多节点协作的性能增益,指明了多节点协作的发展与应用方向。

一种实用的协作分集时隙结构及其性能分析

设计了一种实用的协作分集时隙结构,在现有系统帧结构的基础上加入了协作通信的控制信息,以完成协作分集的建立和通信,并详细描述了协作通信的工作流程。仿真结果显示,按照这种时隙结构的协作分集方式可以得到预期的空间分集增益。

一种用于TETRA数字集群系统的基站接收机设计

针对专用移动移动通信对接收机的要求,分析了TETRA协议中基站接收机技术指标和选择双中频超外差接收机方案。对各部分进行噪声系数以及增益分配,并选用满足要求的中小规模集成器件完成接收机的电路设计和制作,结果噪声系数3.4 dB,同道和邻道干扰小,达到了数字集群实验系统的要求。

多点协作分集及其在抗干扰通信中的应用

为了解决用户节点无法安装多个天线的问题，提出了多节点协作通信技术来形成虚拟的多天线阵列。研究了多节点协作通信技术的关键技术，分析了多节点协作的性能增益及多点协作分集技术在干扰检测与识别、抗干扰通信中的应用，最终给出了多点协作分集技术在抗干扰通信中的应用浅见。

无人机辅助通信中基于用户轨迹的无线资源和航迹优化

近年来,将无人机应用在无线通信网络中来提高系统性能的研究越来越普遍。针对无人机辅助移动用户通信的下行无线传输系统,提出了一种基于用户轨迹的无人机辅助通信系统无线资源分配和航迹优化方法。根据已知的用户运动轨迹提前获取估计的大尺度信道状态信息,以最大化用户的最小平均速率为目标,建立了一个联合优化无人机通信带宽分配和飞行航迹优化的问题。该问题是一个非凸优化问题,要优化的变量之间存在非线性耦合,通过引入辅助变量和分离变量交替优化的方法,将原问题分解为2个可以求解的近似凸优化子问题,并利用连续凸逼近方法对2个子问题交替迭代优化,得到原非凸问题一个近似次优解。仿真结果表明,所提方法能够有效提高用户的平均数据吞吐量,在保证所有用户的通信质量的前提下提高无人机辅助通信的效率。

基于浮空平台的星地激光中继通信系统设计

针对星地激光通信受大气环境影响较大,无法全天候工作的难题,可考虑在18~22 km的平流层高度部署星地激光中继通信系统。其中卫星与平流层中继系统间采用激光通信,平流层中继系统与地面间采用大容量毫米波通信,基本消除大气环境(云、雨、雾、大气湍流等)对激光通信的影响,提高星地激光馈电链路可用度。受限于平流层平台成熟度不足,需首先开展基于成熟浮空平台的星地激光中继通信系统研究,先期对缓慢移动浮空平台搭载激光通信载荷与卫星间链路对准,激光通信载荷在浮空平台顶部柔性表面安装可行性等关键技术进行验证,为后续在平流层高度部署临近空间信息网络提供技术支撑。

基于OFDM的认知无线电功率分配方法研究

针对认知无线电(Cognitive Radio,CR)需要提高频谱利用率,而正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)技术系统中针对子载波的功率分配算法计算复杂度高的缺点,对认知无线电中的频谱资源和功率分配方法进行了研究。提出了一种将整个信道分为多个子载波块进行功率分配的算法,该算法结合频谱检测和信道估计的结果,选取可用的通信频段并采用注水算法为每一个子载波段分配功率,并通过自适应调制实现吞吐量最大化。仿真结果表明,该算法可以有效提高频谱利用效率。

基于神经网络算法的智能抗干扰系统设计

为了实现在复杂电磁环境中进行高效可靠的数据传输,达到实时抵抗干扰、提升通信系统频谱利用率的目的,对非连续正交频分复用技术、变换域通信系统、扩频技术以及神经网络算法进行了研究,首次将人工智能算法应用于切换通信波形以抵抗不同类型的干扰,以此为基础设计了一种基于径向基神经网络算法的智能抗干扰系统;对三种抗干扰模式分别进行了原理介绍及仿真,验证了其各自的抗干扰能力,以及通过切换波形提升频谱利用率的可行性,并对整个智能抗干扰系统进行了仿真,经分析该系统基本满足应对突发干扰情况下的波形选择要求,与传统通信系统相比,能够适用于更多通信场景。

基于DFT的信道及噪声估计算法分析

研究基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)的单载波频域均衡信道估计算法,分析了离散采样信道模型,将信道分为采样间隔和非采样间隔。采样间隔信道下,在循环前缀内进行阀值处理,同时估计出噪声方差;非采样间隔信道下,提出一种基于DFT的能量增长率估计算法,自适应地选择保留路径。仿真结果表明,基于DFT的信道估计算法可以有效地去除噪声的影响,提升均方误差及误码率性能。

SCFDE系统改进的信道及噪声估计算法

论述了单载波频域均衡(Single CarrierFrequency Domain Equalization,SCFDE)系统模型,介绍了频域选择性信道模型,在传统的信道估计算法基础上,利用导频信号的时移特性,对一种改进的信道估计算法进行了分析。无论信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)及导频类型如何变化,该算法能得到2.1 dB的均方误差(Mean Square Error,MSE)性能提升。提出一种噪声方差的估计算法,当数据块达到30时,方差的估计跟理论很接近,且独立于信道估计误差。仿真表明,改进的算法也能适应时变信道。

基于改进最大信漏噪比准则的波束赋形算法

为了使通信系统能更加契合实际传输环境、保证系统公平性,提出了一种基于改进最大信漏噪比准则功率分配方式的波束赋形算法。首先根据接入节点的类型(基站或者终端)以及用户所处传输环境的不同对发射功率进行分配;其次依据用户执行任务的重要程度和设定的阈值上限的不同对发射功率进行二次调整,保证公平性。仿真结果表明,随着用户数目的增加,传统算法的公平性为一条下降的曲线,改进算法近似为一条水平直线,且用户数目越大,二者差值越大,改进算法的优势越明显;在用户数为12,权重间隔为1,阈值上限为1.4时,改进算法有着0.39 bps/Hz的系统容量提升。所设计的改进资源分配方式的算法能有效提高系统的公平性,在工程实际中有一定的使用价值。

一种针对用户数量变化而改进的比例公平算法

针对复杂环境下用户数量改变的情况,对用户数量和不同资源分配算法吞吐量之间的关系进行了分析,找出其变化趋势,在现有比例公平算法的基础上,提出了一种调节因子,在公平性指标可以接受的范围内,使得改进后的比例公平算法可以良好适应100以内的用户数量变化,避免过于逼近吞吐量的理论下限值,在吞吐量较低时最高可以获得接近9%的性能提升。提出的算法将能够更好地适应时变环境,有效改善用户数激增带来的系统性能下降问题。

两种数字集群系统的技术分析与比较

文章介绍了欧洲的TETRA和美国的APCOProject25两种典型的数字集群通信系统的相关技术,尤其是语音编码技术和调制解调技术,并对其进行了比较分析。