宽带跳频TDMA辐射源网群的定位及网群划分方法

为了解决现有方法难以对宽带跳频时分多址(frequency hopping-time division multiple access,FH-TDMA)辐射源网群定位的问题,提出一种仅利用波达方向(direction of arrival,DOA)信息的多站定位及网群划分方法。首先通过模拟滤波对各站接收到的信号进行频段划分,通过基于多相滤波的数字信道化方法把信号输出到多个信道中;然后通过直接定位(direct position determination,DPD)算法计算得出各时隙辐射源的位置;最后先通过不同参数的基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)算法选择出最佳的辐射源定位结果,再根据提出的基于先验信息的改进K-means聚类算法进行网群划分。所提方法实现了采样率和信号处理速率的降低,且无需站间严格的时间同步。结果表明,所提方法有效估计出了辐射源的数量、位置,以及网群划分情况。

THMA-UWB系统性能分析与MATLAB仿真

通过分析了超宽带(ultra wideband)通信系统在多用户干扰和加性白噪声条件下的相干解调软判决的性能,给出了THMA-UWB在准高斯近似假设下的误码率求解公式,从而在系统设计时能更加容易地估计系统的性能。使用MATLAB软件在不同用户数下进行计算和仿真,得到性能曲线。得出在较多用户数时,理论计算和仿真基本一致的结论。

基于MUI的THMA-UWB系统性能分析

针对多用户超宽带无线电通信,分析在MUI情况下的THMA-UWB系统的性能。重点介绍了最佳二进制正交脉冲位置调制(2PPM)和二进制反极性脉冲幅度调制(2PAM)多用户通信的基本原理,从理论上对基于SGA环境下的THMA-UWB系统性能进行了分析,包括几种调制方式和参数对系统抗干扰影响的分析,最后对系统的误码率进行了仿真比较。理论推导和仿真分析表明,使用SGA估计系统误码率的有效性在用户数目的选取、脉冲形成因子和比特速率上都对系统有较大影响,2PAM-THMA超宽带系统性能要优于2PPM-THMA超宽带系统的性能,且前者的系统误码率的下限更低,系统性能明显更优良。

基于TDD的低轨卫星跳波束资源分配算法

低轨(LEO)卫星跳波束技术可以灵活分配系统资源,适用于业务分布不均匀的场景。时分双工(TDD)方式可以减少星载和地面终端设备的天线数量,有效降低其复杂度,并有利于开展上下行非对称业务。本文提出一种基于TDD的LEO卫星跳波束资源分配算法,在满足业务需求的基础上,以最小化时域资源消耗为目标,建立支持跳波束和多频时分多址接入(MF-TDMA)机制的LEO卫星反向链路资源分配模型;综合考虑星地动态时延补偿,采取一种多层次的跳波束时隙架构设计,以最大化可用时隙为目标,建立上下行时隙切换模型,并提出一种基于TDD的跳波束时隙排布优化方法。仿真结果表明,对比于传统的MF-TDMA资源分配方法或固定多波束均分算法,本文提出的算法能有效提高系统的时隙利用率和吞吐量。

一种主从式卫星集群的星间组网系统设计

为解决主从式卫星集群在离散稀疏拓扑下的组网通信问题,保障其星间实时交互遥控遥测及任务信息的需求,根据主从式卫星集群的分层、分簇的空间拓扑特点,本文提出了一套通信系统架构和星间组网协议栈的设计方案。首先,在网络层的设计上,给出了网络层的数据结构、基于多权重优先级代价函数的子网簇首选择备份机制以及子星建网入网的流程;其次,在数据链路层,根据分包遥控和分包遥测体制按照层次化对数据进行处理;然后,在物理层的设计中采用扩跳频作为星间链路的通信体制,采用时分多址方式实现卫星集群的多用户通信,并给出了星间链路的具体通信指标;最后,对星间通信进行了链路计算,计算结果表明物理层设计满足各星通信需求。

TH-PPM UWB系统的多址干扰模型改进及误码性能分析

跳时-脉冲位置调制方式(TH-PPMTime-HoppingPulsePositionModulation)是IR-UWB系统中最常用的多址调制方式之一,针对该多址方式的性能分析一直是UWB技术研究的一个热点。一些文献采用多址干扰特征函数直接数值计算的方法对相干接收方式下异步UWB多用户系统的误码性能进行了分析并获得了精确的数值分析结果,但是相应的分析过程中存在着一定的系统参数设置约束。针对现有多用户干扰模型的不足进行了改进和完善,并推导了相应的MAI概率分布和多址干扰误码性能解析表达式。最后通过Monte-Carlo计算机仿真,对改进模型下理论分析结果的有效性进行了验证。

一种新的跳时多址DCSK系统设计与分析

常见差分混沌键控(DCSK)系统的多址方案存在两个问题,首先所有用户共享同一时隙,只能利用混沌信号的低互相关性来降低多址干扰。其次发送的参考信号和数据信号并不相同或相反,破坏了DCSK系统的良好抗多径性。该文提出了DCSK系统一种新颖的跳时多址方式。该方式给每个用户分配不同的伪随机跳时码,根据跳时码参考信号和数据信号进行相同量的跳时。从理论上给出了多址系统在加性高斯白噪声信道中的误码率解析式。分析和仿真表明该跳时多址方式可以很好地解决上述两个问题,而且具有更低的误码率。

脉冲超宽带TH-PPM多址通信的误比特率计算方法

简单地给出了脉冲超宽带(IR-UWB)TH-PPM多址通信方式在信道加性白高斯噪声(AWGN)与多址用户干扰高斯近似条件下的误比特率推导过程。从接收端相关检测时多址用户信号与本地模板信号相互作用产生误相关输出的平均出发,假定多址用户干扰是零均值的高斯过程,分析计算多用户干扰的方差,通过数值计算与系统仿真比较了所得到的结果。

跳时超宽带(TH-UWB)多址系统性能的研究

针对多用户跳时超宽带(TH-UWB)系统建立了数学模型,其目的在于研究多址干扰对TH-UWB系统各方面性能的影响。利用多址干扰服从高斯分布的特性,分析了多址系统的误码率性能,得到了系统数据速率及上界的解析数学表达式,并将误码率理论值与实验数据进行了比较。仿真结果表明,误码率理论值与实验值一致。此外,还分析了在不同的室内密集信道下功率控制对系统数据速率的影响,结果表明,非精确的功率控制将导致系统的误码率及数据速率的下降,且可视距信道中的性能好于非可视距信道中的系统性能。

UWB信道下的TH-PPM多径多址解调性能分析

分析了超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统在信道同时存在多径、多址干扰,及加性白噪声条件下的相干解调性能,给出了TH-PPM调制在高斯近似下的相干解调BER(bit error rate)解析公式,分析了采用SRake接收下的BER性能,给出了解析表达式.为验证解析式的有效性,对比了系统仿真与解析数值计算的结果.并通过IEEE多径信道模型CM1～CM4、Rake插指数、不同的多址用户数等方面,详细分析和计算了TH-PPM的BER性能,给出了性能曲线.获得的结果为UWB室内高速多址通信系统的设计提供了依据.

TH-PPM UWB通信系统多址性能研究

介绍了TH-PPM UWB信号,在AWGN信道和多用户干扰条件下对系统的性能进行了分析,包括误码率分析和系统所能接入的最大用户数,对其误码率进行了仿真.结果表明,随着接入用户数目的增加,系统误码率也增加,而增大重复码长度和脉冲重复时间则可降低系统误码率,但增加脉冲重复时间会降低信息传输速率.

采用TDMA和CSMA混合MAC协议的时隙调整算法

由于车联网(VANET)拓扑动态变化,车辆高速移动以及不同服务质量要求,制定媒体接入控制(MAC)协议面临巨大挑战。在控制信道间隔内采用基于TDMA和CSMA的混合接入协议是最有效的MAC协议之一。基于TDMA和CSMA的混合MAC协议(T-C-MAC)能够依据车辆环境调整TDMA帧长度,并能有效地传输非安全消息。为了提高T-C-MAC协议的性能,提出了一种基于三跳邻居信息的时隙调整(THSA)算法。通过有效地调整车辆传输时隙,基于THSA的MAC(THSA-MAC)协议能够有效地实施广播服务,提高了安全消息传输率。实验数据表明,THSA-MAC有效地提高了安全消息传递率。

MPPSK调制的跳时多址研究

研究了一种MPPSK调制的跳时多址实现方法。发送端对时域连续的正弦载波进行调制,根据用户唯一分配的跳时图案及待发送的符号,在相应的时隙产生相位跳变,非跳变处都是正弦波;接收端将信号通过冲击滤波,依据传输时延及跳时图案获得相应时隙的包络值,进行检测判决。通过仿真,对比了相同调制参数下跳时多址MPPSK与非跳时MPPSK的误码性能。结果表明:在各用户跳时图案正交的情况下,跳时调制的MPPSK信号并未损失误码性能,验证了此种跳时多址实现方法的可行性和有效性。

无线芯片域网络自适应多址调制方案的研究

为了解决多芯片构成的无线芯片域网络(WCAN)中的多用户网络通信问题,进行了WCAN自适应多址调制方案研究。结合WCAN的具体应用场景,首先研究了芯片内/间的无线信道特性,分析了多址跳时-脉冲位置调制(TH-PPM)技术的干扰噪声源及BER性能;然后在此基础上提出了自适应多址TH-PPM方案,设计了智能化的传输机制,以对WCAN中芯片内/间的功率、误码率、传输速率进行权衡;最后通过仿真给出了其性能分析。研究结果显示,该方案在确保芯片内/间无线互连QoS可靠的同时,能够合理地分配系统资源,显著提高系统的传输性能,有效解决固定多址调制技术存在资源分配不均,系统性能不稳定的缺陷。

小型飞行器无线组网系统设计与实现

针对现有小型飞行器组网通信的无线网络标准技术在接入模式、网络延迟和灵活性等方面存在的问题,提出了一种通视条件全空域无线组网的系统架构和方案,完成了相应组网终端的软硬件设计、实现及系统测试验证。方案在网络层采用动态时分多址(TDMA)接入技术,构建低时延的无中心网状网络,使网络节点可动态、快速地接入和退出网络,兼顾了时间敏感数据的实时传输和突发数据的大容量传输;在物理层采用基于频谱感知的自适应跳频通信技术,以保证不受干扰影响的可靠通信,增强了系统的抗干扰和抗截获能力。在组网终端的设计过程中,利用模块化和低功耗处理器集成设计,平衡了SWaP指标,满足了苛刻使用环境条件下的通信距离和数据传输速率等指标需求。系统测试验证表明该组网系统方案可行、性能良好。

两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络容量分析

为了增加传统TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝网络模型的基础上,提出了2种时隙调度方法:时隙同步调度与时隙反转调度.分析这2种方法下中继站和基站的小区内和小区间干扰情况,分别得到其在目标小区中的总干扰功率.通过数值计算,获得两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量闭合表达式,并讨论了2种调度方法对系统性能所产生的影响.实验结果表明,采用时隙同步调度方法时,目标小区内部区域可容纳更多用户;采用时隙反转调度方法时,目标小区外部区域可容纳更多用户.因此,时隙同步调度方法适用于小区内部区域负载较高、外部区域负载较低时的情况,而时隙反转调度方法则适用于小区内部区域负载较低、外部区域负载较高时的情况.

跳时Reed-Solomon码的超宽带多址接入方式

为了解决跳时超宽带中跳时序列数目的不足,提出将Reed-Solomon码用于跳时超宽带的跳时序列,并在传送端引入预滤波的技术方案。该方案不仅可以增加跳时超宽带中跳时序列的选择,而且可以对传输信道进行预滤波,从而提高系统的整体性能和系统容量。采用IEEE802.15.3a标准信道模型,仿真了在理想RAKE接收机情况下的系统误码率和系统容量。仿真结果表明:在多用户情况下,该方法产生的跳时序列比传统跳时码序列更有效地减少了用户之间的干扰,降低了系统误码率,增加了系统容量。

基于平衡Gold码的超宽带多址接入方式

为了改进超宽带通信系统的性能,通过对平衡Gold码的介绍与分析,提出了一种将平衡Gold码用于超宽带的多址接入技术,并对脉位调制(PPM)和脉幅调制(PAM)的超宽带系统进行Matlab仿真。仿真结果表明:该方法产生的跳时序列比传统跳时码序列具有更低的误码率。

用于多跳中继网络的随机接人协议

提出时分多址方式下由固定中继节点支持的透明模式下的随机接入协议,通过中继节点与用户间的合作重传来解决多个用户同时接入发生碰撞的问题.协议的核心思想是从协议层角度利用网络资源通过选择性重传提供分集.当数据分组发生碰撞时,接收端能够利用已接收的数据信号恢复分组。且不增加调度开销,不增设天线.发生碰擅时的信道资源不再被浪费.仿真结果表明,该协议与以往研究相比,网络的整体性能得到了明显改善.

一种UWB脉冲的传播特性和抗MUI性能分析

给出了高斯微分脉冲优化组合的最佳逼近结果及对应的UWB脉冲波形,分析了由该组合波形产生的TH-UWB信号在视距多径信道的传播性能以及在THMA-UWB体制中的误比特率性能.重点研究了基于标准高斯近似假设的多用户干扰情况,明确了误码率、σM2项和高斯微分阶次及组合三者之间的内在联系,并得出了一些有用的结论.这些分析和结论将为高斯微分脉冲的组合设计提供关键性依据,同时也有力地说明了所设计的UWB脉冲不仅具有最佳逼近能力,而且具有最佳BER性能,可供中小型超宽带无线通信系统应用时参考.