基于多波束GEO卫星的宽带移动通信系统

提出基于多波束天线静止地球轨道卫星的宽带移动通信系统方案,与常规结构同类系统用户相比,其容量更大、业务质量更好。采用时隙同步码分多址辅助的多频时分多址接入、程控交换与因特网协议交换结合的交换、时分复用和准正交时分复用下行链路传输体制,可显著增加用户量,简化星上设备,改善互联网应用业务质量。用户接入信道数为173 880,最高用户下载速率达155 Mbps。仿真结果表明,140个波束、每波束26个16幅度相移键控信号的用户下行链路传输比频分复用传输的链路性能改善11.65dB,使得宽带用户"动中通"天线等效口径缩小至原来的1/4,成本大幅降低。

基于循环前缀的OFDM同步算法研究

针对传统基于循环前缀的定时同步算法在多径信道下定时估计精度明显下降的问题,在经典的定时同步算法最大似然估计算法的基础上,研究了一种整体相关的OFDM定时估计算法,最后结合两者提出了一种有效利用截短循环前缀进行定时估计的改进算法,避免了多径环境下ISI带来的定时估计误差。对算法进行了仿真,表明在高斯白噪声信道和多径衰落信道下改进的算法都具有较好的性能。

OFDM系统中基于离散余弦变换的信道估计

提出了两种基于离散余弦变换(DCT)的信道估计方法,适用于多径衰落的正交频分复用(OFDM)系统。利用DCT的能量压缩特性,能有效消除传统基于离散傅立叶变换(DFT)估计算法在信道延时不是采样周期整数倍,或系统子载波数不等于有用子载波数时产生的频谱泄漏。根据DCT与DFT的等效关系,通过构造不同的对称数据序列,推出两种相应的基于DCT信道估计,其中一种具有更好的性能,另一种更利于实现。仿真和分析结果表明:在多径衰落信道下,两种基于DCT的方法能有效降低频谱泄漏造成的信道估计误差,具有比基于DFT方法更好的性能。

基于导频时分复用的多中继协同通信系统频域信道估计算法

针对频率选择性衰落环境下结合正交频分复用技术的放大转发多中继协同通信系统，提出了基于导频时分复用的频域信道估计算法，包括最小二乘（LS）估计算法和低阶近似的线性最小均方误差（Lr-LMMSE）估计算法。理论分析和仿真结果表明，该算法不仅能成功分辨多中继协同通信系统的所有频域信道衰落系数，避免各中继节点转发的导频符号在目的节点上的混叠干扰，而且减少频域信道估计所需的导频符号数量和时隙周期长度，提高协同通信系统的传输效率和频谱利用率，同时显著提高信道估计的精度，降低算法的复杂度，具有较高的实用价值。

OFDM超分辨率联合TOA/AOA定位

对无线信号到达时间(TOA)和到达角度(AOA)的精确估计是室内无线定位的关键。正交频分复用(OFDM)是适合多径衰落环境的一种高速传输技术。提出一种联合TOA和DOA的二维定位方法用于OFDM信号定位。算法首先通过信道估计得到信道的频率响应(CFR),对CFR采用超分辨率算法估计信道时延。首径(first arrival path,FAP)的时延估计就是接收信号的TOA估计。将天线阵列接收信号通过DFT变换到频域,利用同样的算法估计信号各径的AOA/DOA。最后联合TOA和AOA在二维平面上确定目标位置。由于信号是多径、多载波信号,对各载波的DOA/AOA估计在载波间进行处理,再结合各径脉冲响应的幅值,选出属于首径的DOA/AOA估计。在多径环境下仿真表明算法有效且定位精度能够满足实际需要,尤其适合环境中只有一个基站或接入点的情况。

多通道HDLC通信控制器在站间通信的应用

在站间通信中接口众多,连接电缆复杂,对设备搭建及维护带来不便。为了适应战场作战的灵活性,采用多通道高级数据链路控制规程(High-level Data Link Control Protocol,HDLC)通信控制器。通过数据打包成帧,只需要时钟信号和数据信号就可实现站间通信,可以有效地减少站间的线缆链接。通过测试,多通道HDLC通信控制器传输速率可以达到10 Mbps以上,传输通道可以达到16路,有效地减少了系统搭建和维护的时间,为作战提供了更为机动灵活的性能,应用效果良好。

采用不同STBC分集模式的OFDM系统性能分析

由于空时编码技术和OFDM技术各自的特点,两者能很好地结合在一起,而影响空时编码获得最大分集增益的主要因素是系统的发射、接收天线数目和多径数目。该文详细分析了采用空时分组编码的OFDM系统的模型,通过改变发射分集和接收分集来仿真不同传输环境下OFDM系统的性能,并对不同分集模式性能进行对比分析,仿真结果表明,多普勒频移对系统性能有较大影响,增加发射天线个数能有效克服系统错误平台效应,接收端采用分集技术比发射端增加天线个数能更有效提高系统性能。在进行空时分组编码设计时,可以首先考虑增加接收天线数目以改善系统性能。

UUV平台OFDM水声通信时变多普勒跟踪与补偿算法

针对传统多普勒估计和补偿算法在基于无人水下航行器(UUV)的正交频分复用(OFDM)水声移动通信中难以准确跟踪时变多普勒因子并对其进行快速实时补偿的缺陷,提出了一种基于时频联合搜索的新的多普勒跟踪与快速补偿算法。利用梳状导频结合频域变采样技术搜索OFDM符号在不同多普勒因子下的信道频域响应,借助匹配追踪技术对信道估计结果进行稀疏度评估,选择稀疏度最佳的信道响应对应的多普勒估计对信号进行快速补偿。经蒙特卡洛仿真及海试试验证明,该方法能够有效实现对基于UUV平台的时变多普勒实时追踪和快速补偿,保证稳健的OFDM水声移动通信。

基于FPGA的目标运动预测实时kalman滤波器设计

卡尔曼滤波器被广泛应用于目标位置预测领域,但由于算法复杂、计算量大,采用软件实现难以满足现代跟踪系统的实时性要求。本文提出了一种基于FPGA的可重配置实时卡尔曼滤波器硬件结构,该结构采用并行流水线技术,可极大提高运算速度。同时,在满足实时性要求的前提下,采用时分复用技术,大量减少了资源占用,节约了成本。

OFDM系统中利用CAZAC序列的时域时频同步方案

针对目前正交频分复用系统时频同步算法中整数频偏估计大多在频域进行从而导致同步模块实现复杂、同步时间较长的问题,提出了一种时域时频同步方案。该方案用CAZAC序列构造了一个具有前后重复结构的训练序列,并用伪随机序列对其中部分数据进行加权,利用数据的重复性和伪随机序列的相关性来完成定时同步;然后通过计算训练序列中未被加权的数据块之间的相位差来估计小数频偏,估计结果具有很高的精度;通过分析频偏对CAZAC序列时域相关特性的影响,设计了相应的整数频偏判决函数,在时域完成整数频偏估计,估计范围较大,且实现复杂度低。仿真结果表明,无论是在AWGN信道还是在多径衰落信道下,该方案中定时同步都具有极高的准确率,与已有算法相比,频偏估计性能也有明显的改善。

多通道高保真音频信号ⅡR滤波器设计

在音频信号处理领域滤波器往往是关键的部件。而随着娱乐媒体的发展,高精度的音频信号被广泛使用,多通道更是音频信号处理的重要需求之一。基于这一强烈应用需求驱动,设计了一款基于FPGA并满足可扩展的多通道IIR滤波器。通过分析仿真测试输出数据的频谱,验证该硬件滤波器的性能满足设计要求。

OFDM航空数据链联合同步新算法

指出航空正交频分复用(OFDM,orthogonal frequency division multiplexing)数据链同步的必要性,在分析前人OFDM同步算法优缺点基础上提出一种新的联合同步算法,该算法设计了新的训练符号结构,通过定时同步判决函数实现定时同步,通过小数和整数频偏估计实现频率同步,并针对具体应用给出本算法与其他主要算法的仿真对比结果,证明此算法定时同步错误概率更低,低信噪比时仍能正确同步,频率同步均方误差更小,性能更优。

基于卡尔曼滤波的OFDM系统时变信道估计方法

研究了一种基于卡尔曼(Kalman)滤波的OFDM时变信道估计与跟踪问题。首先建立时变多径信道的状态方程和测量方程,然后将信道冲击响应近似为一个低阶自回归滑动平均过程,利用导频的先验信息估计出Kalman滤波器的初始值和时变参数,并通过Kalman滤波跟踪信道的时变特性。仿真实验表明,该方法在时变多径信道下具有较好的性能,与传统信道估计方法相比,在均方误差和误码率等性能指标上有了较大的改进。

时变衰落信道中的自适应反馈资源分配

讨论了在任意衰落的时变信道中自适应反馈的资源分配方法,提出了基于相干时间周期检测的增量调整及基于容量变化自适应反馈信道状态的自适应功率分配方法,仿真了多径衰落信道中这种自适应分配方式的OFDM系统容量,通过与理想情况下的注水原理资源分配容量比较,证明了自适应分配方法的性能与最佳分配基本一致,同时大大降低了系统的复杂度,减少了迭代次数,提高了系统效率,并保证了各用户的长期公平性。

基于时分复用的FBG传感技术研究

光纤布拉格光栅(FBG)以其独有的优越性在传感领域的应用越来越广泛。在这种情况下,深入研究了光纤布拉格光栅传感的基本原理,设计了一套FBG解调系统的整体方案,建立了一个以马赫—泽德干涉仪为解调核心、时分复用的分布式传感网络。以ARM9为中央核心处理系统,实现对传感信号的调制。实验结果表明,该系统稳定可靠,数据可信度高。

PTN承载电网实时通信业务的关键问题分析

针对PTN承载电力通信实时业务存在传输质量问题,对国内电力系统分组化进程进行了简要介绍;从业务时延、时间同步和保护倒换三个方面对PTN传输继电保护信号的可行性进行了分析。分析结果表明,合理配置分组封装尺寸、缓冲区长度、网络吞吐量和节点数量等参数,可以有效改善网络性能,这对于在电力通信网部署PTN数据传输通道具有工程参考价值。