基于伪噪声序列的OFDM信道估计方法

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的应用及需求,提出一种基于伪噪声(pseudo-noise)序列的OFDM系统模型,并针对其信道估计均衡需求,提出一种基于迭代的信道估计算法和低复杂度的频域均衡算法。最后在高斯白噪声信道、存在多普勒频移瑞利信道、双径延迟信道下,对误码率性能进行仿真和分析。结果表明,该方法适用于常见信道,误码率性能优于传统循环前缀(Cyclic Prefix,CP)OFDM,且通过迭代能够提高性能。以上研究结果可应用于OFDM数字电视地面广播工程。

改进超混沌系统PN序列的SOPC实现

该文通过引入一个反馈控制,构造了一个新的Lorenz超混沌系统。通过对改进的Lorenz混沌系统进行分析,包括平衡点,对称性,散度,吸引子,Lyapunov指数和分岔图分析,说明了该系统存在着复杂而丰富的动力学特性。并将该系统通过SOPC的方法加以实现,利用NiosII IDE编程,产生了PN序列,实验结果与仿真结果完全相符。

混沌PN序列的DSP实现及其性能分析

为了产生性能良好的伪噪声序列,该文提出了一个新的混沌系统。基于该系统和数字信号处理器研究了混沌伪噪声序列的一种产生方法,对获得的序列进行了随机性测试,测试结果及密钥空间、密钥敏感性分析表明,该序列性能良好并能满足信息加密的需要。

基于PN序列和完全互补码的鲁棒音频水印算法

为了解决音频作品容易引发版权纠纷的问题,提出了一种基于PN(Pseudo-Noise)序列和完全互补码的音频扩频水印算法.首先,在时域内引入回声,利用PN序列改变前后向回声内核的极性,并对回声内核进行加密,以此提高水印的安全性和透明性;然后,利用完全互补码技术对水印序列进行扩频,以此提高水印算法的鲁棒性和嵌入容量;再次,利用PN序列的短时能量和随机特性,将扩频调制后的水印信息自适应地嵌入到音频信号的时域波形上;最后,利用PN序列和完全互补码扩频得到水印.实验结果显示,在保证水印透明性的基础上,且在回声嵌入强度小于0.01的情况下,本文提出算法的水印信息检测率超过98%,对高斯噪声、滤波和重采样等攻击的水印信息检测率超过90%,这表明本文算法鲁棒性较强,具有良好的应用价值.

一种基于PN序列的上行多用户OFDM系统载波频偏估计算法

针对多用户正交频分复用(OFDM)系统上行链路中的载波频偏估计问题,提出一种基于伪噪声(PN)序列的载波频偏(CFO)估计算法。该算法将不同相位的PN序列作为各个用户的训练序列,利用训练序列良好的自相关性估计出存在CFO情形下不同用户的信道参数,再根据两个训练周期内信道参数的相位变化获得各用户的CFO估值。理论分析和仿真结果表明本算法具有优良的估计性能。

低信噪比长伪码直扩信号的盲估计方法

为了解决低信噪比长伪码直扩信号的盲估计难题,提出了一种长伪码直扩信号的相关矩阵累加平均结合特征分析的新方法。本方法是在已知长伪码直扩信号的扩频码周期、码速率等参数,并且信息序列不相关的前提下,将接收到的长伪码直扩信号以一随机确定值为起点进行周期分段形成连续多个观察向量,求其相关矩阵并累加平均,并实施特征分析以得到相关矩阵的特征值和信号所含主成分,由相关矩阵的特征值可以估计出信号所含的噪声方差、信号信噪比和信号分段时随机确定的起点,由主成分特征向量还可以进一步估计出观察信号的扩频码序列。本文所提出的方法充分分析和推导了长伪码直扩信号的特征结构,提出了对长伪码直扩信号盲估计的核心基础算法,该算法可以有进一步应用于长伪码直扩信号盲解扩的潜力。本文提出的方法并不象已经提出的其他算法,其对长伪码扩频信号的盲估计性能可以随着观察向量个数的增加逐步得到改善,而且该方法可以应用于任意类型的扩频码、信息码,在理论上能工作在任意强度的加性高斯白噪声环境下,并且不需要事先提取任何定时同步信息。理论分析和数值结果表明了本方法较为鲁棒不易受到噪声影响。

基于软判决的PN码序列多项式估计改进算法

针对现有伪噪声(PN)码序列多项式估计算法容错能力有限的问题,提出一种将统计预处理和软判决求解含错方程相结合的多项式估计改进算法。该算法利用PN码序列的周期特性,通过增加统计预处理环节降低序列的误码率,采用软判决求解含错方程的方法,实现低信噪比条件下PN码序列生成多项式的正确估计。仿真结果表明,改进算法具有较好的容错性能,在信噪比为-9 dB时其估计正确率可达90%以上,且与传统多项式估计算法相比信噪比增益至少为6 dB。

基于伪随机的图像水印算法

由于通信技术和互联网的不断发展,诸多互联网应用如大规模网络游戏、网络支付和金融防伪都受到了安全方面的威胁和风险。为了能够在传输过程中对数据进行加密从而防止恶意篡改,本文在研究分析了主流水印算法的隐蔽性和鲁棒性基础上,提出了一个基于伪随机算法的离散小波变换水印方案。该方案将二进制伪随机数嵌入到离散小波变换(DWT)的HL和LH域中,利用伪随机数提升了数字水印的隐蔽性和鲁棒性。仿真结果表明,该算法具有较高的安全性和鲁棒性,能够有效抵抗各种攻击算法如SPIHT压缩、高斯滤波、椒盐噪声等,其峰值信噪比(PSNR)和归一化相关(NC)值都比传统水印算法有10%以上的提升。本文算法在整体上能满足数字水印的性能稳定、抗攻击能力强、隐蔽性高等要求。

基于伪随机噪声序列相干光正交频分复用系统的定时同步算法

针对传统定时同步算法的副峰干扰和低信噪比(SNR)下定时不稳定的问题,提出了一种基于伪随机噪声(PN)序列的定时同步算法。根据PN序列良好的延迟相关性和对称相关性,重新设计了训练序列的结构,并优化了定时度量函数的计算方法。仿真结果表明,改进算法的定时度量估计曲线只存在一个峰值,消除了副峰干扰。在循环前缀为四分之一符号长度与低SNR的情况下,仍可实现准确和稳定的定时。

直序扩频无线通信技术在电力系统的应用研究

提出了在电力系统中使用直序扩频通信技术通信的方法。该方法采用伪噪声序列对载波进行调制,将窄带信息扩展到宽带频域传输的通信方式,直接序列扩频通信在处理增益、抗干扰能力上有着显著优势。将直接序列扩频通信技术应用到电力系统中,可提升电力通信的安全可靠性和高效快捷程度。

一种无循环前缀的新型短波MB-OFDM系统

针对短波信道的特点,提出了适合低信噪比应用的一种无循环前缀的多子带OFDM系统。由于短波信道上相邻多径时延差一般达数毫秒,该系统利用快速的载波跳变来避免短波信道上多径信号引起的符号间干扰,同时不需要毫秒级的循环前缀,提高了传输效率。理论分析表明,使用R ake接收机可以使合成信号的幅度大大增加,很好地改善了短波衰落信道下系统的误码率性能。蒙特卡罗仿真结果验证了理论结果,表明这种M B-OFDM系统的性能随多径数的增加而改善。

基于时频联合估计的短波OFDM的检测算法

针对短波信道的特点,该文提出了一种OFDM同步检测方案。方案采用m序列调制导频符号,利用时频偏移联合估计得到m序列的相关峰来实现同步检测。该文理论分析了方案中判决门限区间的选取。蒙特卡罗仿真表明,该方案在低信噪比(-10dB)下性能良好,有可靠的同步概率和小的虚警概率。

循环PN相关时域同步正交频分复用频偏估计算法

针对电力线通信中,传统频偏估计复杂度较高问题,提出了低复杂度时域同步正交频分复用(TDSOFDM)频偏估计算法。首先,对电力线网络特性进行解析,采用三段等长循环伪随机噪声序列(PN)构造帧头填充保护间隔;其次,帧头与帧体分别基于二进制相移键控(BPSK)和正交振幅调制(QAM);最后,与传统基于循环前缀(CP)与一般PN频偏估计算法相比,改进算法只需对一段循环PN长度作相关,减少自相关运算次数,且可达到较好频偏估计性能。仿真表明:误码率(BER)为10^(-4)时,改进算法较传统基于CP及一般PN算法约有5 d B和1 d B的增益。当插入总序列及循环序列长度分别为420与165时,改进算法每帧相关运算次数减少1 186次。由理论分析及仿真结果可知,所提算法有效降低计算复杂度,减少传输过程实现成本,提高通信速率。

基于浮-信标网络的水下声学定位关键技术研究

水下目标定位与跟踪技术越来越受到了国内外众多学者的重视,由此提出了一种基于浮-信标网络的水下长基线定位系统.采用码分多址技术建立了一种基于浮-信标网络的水声定位系统模型,阐述了定位原理;对定位信标的波形、频率、调制解调方式等关键技术进行了研究;最后,利用MATLAB对实验采集回来的定位数据进行了分析验证,证实了系统模型的正确性.

扩展频谱技术在测距中的应用

在扩频通信测距复合系统中,应用普通结构的伪噪声随机序列进行同时测距和扩频通信时,测距量程、测距精度和扩频通信速率对伪噪声随机序列的周期和码速率有着矛盾的要求。由于在基站接收部分,伪噪声随机码周期N过大时,离散滑动相关运算时间T影响了测距的实时性。为了解决以上问题,采用复合系统结构、正确选择复合码序列和对伪码快速捕获方案的研究成为复合系统技术性能的主要研究方向。

低信噪比直扩信号扩频码的盲估计方法

为了解决低信噪比直扩信号扩频码的盲估计问题,提出了一种直扩信号的协方差矩阵累加平均和离散卡洛(Karhunen-Loève,K-L)变换的方法。该方法是在已知直扩信号的扩频码周期、码速率等参数的前提下,将接收到的直扩信号以一随机确定值为起点进行周期分段以形成连续多个观察向量,求协方差矩阵并累加平均,实施离散K-L变换以得到信号所含主成分,由主成分特征向量估计观察信号的扩频码。而后对观察信号进行解扩处理,从而实现直序扩频信号的盲解扩处理。理论分析和数值结果表明了该方法非常鲁棒不易受噪声影响,在通常情况下可以工作于低于-20dB信噪比的环境下。