基于PSWF的超宽带通信系统最佳波形设计

基于脉冲的超宽带通信系统主要以脉冲为信息载体。脉冲的特性影响了整个系统的性能、复杂度和频谱利用情况。以通信系统中波形设计要求为基础,设计了一种可以应用于超宽带通信系统中的正交波形———长球面波(PSWF)。此波形不仅具有正交完备性,同时还可以实现灵活的频谱控制。采用此波形可以设计出满足FCC定义的任意频段、任意带宽的超宽带通信系统波形,同时还可以实现在固定频带内具有灵活陷波特性的波形,从而在波形设计层面上为解决系统干扰和实现频谱兼容提供了一种可行的途径。

脉冲超宽带通信系统功率谱分析与控制

由于脉冲超宽带通信系统可以无需许可地与其他系统共享工作频带,因此其功率谱受到严格限制.为了能够有效控制功率谱来满足特定频谱要求,通过理论分析的方式研究了多址方式、调制方式以及基带脉冲波形对功率谱的影响.基于此分析,深入研究了采用脉冲极性随机化处理、最大化功率利用率波形设计和码谱设计等方法控制功率谱的问题,并进行了具体设计和仿真验证.结果表明,综合采用上述方法,可以使系统具有灵活的频谱特性.

基于频谱控制的超宽带波形设计

时域脉冲波形设计是超宽带通信系统解决频谱共存和相互干扰问题的设计重点。通过对高斯各阶导函数、具有不同包络的正弦脉冲和正交长球面波函数(PSWF)这三种波形的对比和分析, 从灵活控制频谱的角度出发,介绍了它们各自的特点。基于上述思想,发现正交长球面波函数是一种非常有前途的时域脉冲波形。

一种MSK-Type信号的频率同步改进算法

MSK-Type信号的频率同步技术可以采用基于最大似然理论的估计方法.但该算法结构复杂,计算量十分庞大,不利用工程上的实现,所以对MSK-Type的频率同步大多采用非线性同步的方式.其算法主要有延迟相乘和2P-Power算法,但这种选用前馈结构的无数据辅助算法只适用于全响应的连续相位调制信号,且由于在非线性相乘过程中引入大量自噪声,从而导致同步性能下降.为解决MSK-Type调制信号频率同步算法精度低、适用范围小及不利于工程上实现等问题,本文在延迟相乘频率同步算法的基础上,提出一种改进算法.该算法通过对部分响应和全响应MSK-Type信号采用不同幂次非线性处理,消除了延迟相乘算法中的自噪声影响,与原算法相比,频偏估计精度可提高5d B左右.另外,所提算法不仅将应用范围扩展到了部分响应MSK-Type信号,扩大了同步算法的适用范围,而且还具有便于工程实现的特点.

变换域通信系统:原理、技术与发展趋势

变换域通信系统(TDCS)是指能适应快速变化的无线通信环境,主动避开干扰,具有低截获(LPI)传输信号波形的一种智能无线电技术,它以其良好的自适应性和兼容性受到越来越广泛的关注,有望成为实现认知无线电(CR)的一项潜在的候选技术。TDCS的提出为解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了一种有效的途径。简述了TDCS的基本原理,对TDCS涉及的变换域技术、频谱估计和数据调制等关键技术进行了总结分析,并结合当前的发展状况对该技术未来的发展趋势进行了预测。

加权分数傅里叶变换在采样重构中的应用

针对频域非带限信号的重构问题,提出了一种基于加权分数傅里叶变换的采样与重构算法,并利用信号加权分数傅里叶变换在加权分数域的特性,得到了信号可完全重构的条件。理论分析和仿真结果表明,在满足给定误差的条件下,该算法能够以低于香农重构所需的采样率实现对信号的恢复,且简单易行,可利用FFT快速算法实现。

一种基于最大似然的SOQPSK联合估计优化算法

为解决整形偏移正交相移键控(shaped-offset quadrature phase-shift keying,SOQPSK)信号符号定时同步算法在高精度条件下实现复杂度较高的问题,提出了一种基于最大似然的优化SOQPSK符号定时与相位同步联合估计算法。首先给出了SOQPSK-MIL信号模型和该信号的相位变化规律,以及基于最大似然算法的SOQPSK信号的符号定时与相位同步联合估计算法的原理与估计结果,详细分析了该算法中不同h函数的能量差异以及其所带来的在不同简化程度下该算法的性能差距,并论证了在只采用Z_(1)^(+)和Z_(-1)^(+)参数进行估计时算法的有效性,同时针对该算法实现过程中卷积运算量大的问题,提出了一种h函数的优化处理方式,在保证h函数能量不变的前提下,对h函数进行量化,使其变为一个简单的只有0、A和-A三种幅度的三值函数,从而有效减小卷积过程的计算量,使卷积部分的计算复杂度由O(N^(2)L_(0))下降为O(NL_(0))。仿真结果表明:该算法具有估计精度高、计算复杂度低的特点,在大幅降低了算法实现复杂度的同时,维持了先前的高估计精度,改进后算法的定时误差和相位误差的估计结果的最小均方误差几乎与改进前没有差别。

一种改进DA算法的成型滤波器设计

针对高速、高阶成型滤波器的实现问题,在传统分布式DA算法的基础上,提出一种改进算法.利用升采样过程中内插零的结构特点,使用逻辑单元LUT代替存储ROM,减少了有效地址位数,提高了寻址速度;利用表分割算法和滤波器系数的对称性,并通过增加流水线结构,进一步节约了存储资源的消耗,提升了运算速度.通过与商用FIR IP核(DA算法)的实测对比,所提算法最大实现速率有所提高,且在高阶滤波器设计时不受硬件ROM大小和数量的限制,有效改善了逻辑资源的使用情况.

可用于生命探测雷达的TEM喇叭天线设计

设计了一种可应用于超宽谱生命探测雷达的TEM喇叭天线.采用电磁仿真软件CST MICROWAVE STUDIO对TEM喇叭天线进行仿真研究,讨论了天线结构参数对天线通频带的影响,制作了天线样机,并在微波暗室内对其进行了测试.仿真和实验结果表明:设计出的天线在0.71～3.25 GHz的反射系数小于-10 dB,带宽比为4.6∶1,在2.4 GHz频点处天线的前后比大于14.0 dB,天线在通频带内的增益均大于9.0 dBi.设计出的天线具有超宽带、高增益和定向辐射性强的特点.

一种具有任意倍升采样的高速率脉冲成型算法

针对高速数字通信系统中实现任意倍采样率的信号脉冲成型滤波问题,文章提出一种基于查找表思想的可灵活改变采样率的高速通用实现算法.该算法采用FIR滤波器结构,通过将不同采样率转换映射为对查找表地址的寻址问题,实现一定范围内的任意倍采样率的灵活变换;同时结合流水线结构和改进的全并行分布式算法,实现高速率脉冲成型滤波功能,并在硬件平台上进行验证.所提算法具有占用资源低、实现速率高、性能稳定、且可在一定范围实现任意倍可变采样率的特点.