现代化GNSS信号恒包络复用方法

现代化GNSS信号具有多调制、多分量、多频点的特点,为了最大化星上高功放的效率并减少失真,需要采用恒包络复用技术。介绍了现代化GNSS信号的单频、双频恒包络复用技术,研究了通过相位查找表求解恒包络复用信号解析表达式的方法。通过仿真,对比分析了带限对恒包络特性的影响。结果表明,带限时单频恒包络复用方法比信号分量的直接线性组合的峰均比改善约2d B;对于双频恒包络复用方法,带限时信号的峰均比并不随带宽的增加而单调下降,为GNSS信号设计和带宽选择提供了一定的理论参考。

恒包络复用技术在导航信号中的应用

随着全球卫星导航定位系统的蓬勃发展,针对导航频谱资源紧缺问题,恒包络技术作用凸显。文章从相关性、复用效率方面分析了Interplex方法性能,对导航信号体制设计具有一定参考作用。

导航卫星双频复用信号模拟失真的仿真

导航卫星有效载荷信号生成链路组成部件的非理想特性不可避免会引起发射导航信号的失真,目前对于这种失真带来的信号测距性能损失并未有适用的解析模型。针对宽带双频复用信号的模拟失真,采用相关损耗、S曲线偏差和载波相位偏差作为评估指标,仿真评估了载荷模拟组件中高功率放大器(HPA)、HPA前置滤波器、多路复用器(OMUX)对AltBOC、TD-AltBOC、ACEBOC和AltLOC不同调制方式测距性能的影响。其中对于HPA使用了有记忆HPA行为模型,考虑了不同HPA前置滤波器带宽和HPA工作点的影响,并评估了失真信号相对于理想信号在宽带导频和单边带导频2种跟踪方式下的性能损失。仿真结果可以为信号调制方式比较评估、有效载荷信号生成链路的优化设计提供参考。

基于改进POCET技术的通导一体化信号设计

随着低轨卫星组网的发展,结合我国北斗三号全球卫星导航系统的全面建成,研究兼容北斗的通信导航一体化技术日益迫切。为使卫星上的高功率放大器工作在非线性饱和区,以达到较高的发射功率效率,需要保证合成信号的恒包络特性。考虑北斗导航信号与低轨卫星通信信号频点不同,且待复用信号分量较多,以相位优化恒包络发射(POCET)技术为基础,提出了一种改进的多频点多非独立信号分量恒包络复用技术,对七路信号进行复用,利用罚函数进行目标函数优化得到最优解。通过分析其信号特性,表明该方法具有较高的复用效率,并能有效抑制非独立分量造成的波形畸变,从而实现通信导航一体化信号设计,为未来基于低轨卫星的通信导航一体化波形设计提供了思路。

水声通信CE-OFDM系统降低峰均功率比研究

正交频分复用(OFDM)系统存在着较高的峰均功率比(PAPR).针对这个问题,研究了恒包络正交频分复用(CE-OFDM)系统,该系统通过相位调制得到恒包络的信号,消除了PAPR较高的问题.与传统降低PAPR的方法相比,相位调制的复杂度低,性能更好.仿真和水池实验结果表明:CE-OFDM系统将信号的PAPR降低至0,比传统降低PAPR的方法优越,是具有一定鲁棒性的高速水声通信解决方案.

OFDM-CPM系统降低PAPR新方案研究

正交频分复用-连续相位调制(OFDM-CPM)系统通过CPM相关相位状态引入记忆,从而获得比传统调制方式更好的误码性能。降低OFDM-CPM系统中的峰值平均功率比(PAPR)是关键技术之一。利用恒包络的概念提出一种新的CE-OFDM-CPM调制方案,可以把OFDM-CPM系统的PAPR降至零分贝。

MRC分集接收CE-OFDM系统性能分析

该文研究任意衰落参数的Nakagami-m信道上采用最大比合并分集接收的恒包络正交频分复用系统的误码性能。采用矩生成函数方法,推导矩形M进制正交幅度调制的恒包络正交频分复用系统的平均误比特率下界的解析表达式。仿真表明在大信道衰落参数、小相位调制系数和高信噪比时下界与平均误比特率非常吻合。数值计算和仿真结果均阐明接收天线数目、信道衰落参数与相位调制系数对分集接收恒包络正交频分复用系统误码性能影响。

CE-OFDM调制中继选择AF系统的误码性能

恒包络(CE)正交频分复用(OFDM)能够开发OFDM的优点,并能消除OFDM峰均功率比高、对功率放大器非线性失真敏感的缺点。反馈时延等因素会恶化采用OFDM调制的中继选择放大转发(AF)协作系统的误码性能。最小均方误差(MMSE)维纳信道预测器能够减轻反馈时延对无线系统误码性能的恶化。为此,提出了一种能够克服OFDM缺点和反馈时延影响的、采用CE-OFDM调制和MMSE信道预测的中继选择AF协作系统方案,并推导其在瑞利块衰落信道上矩形正交幅度调制下的平均误比特率(ABER)下界表达式。数值计算和仿真结果表明:当调制系数较小时,上述系统的ABER下界具有较高的准确性,可用于CE-OFDM调制和MMSE信道预测的中继选择AF协作系统的设计。

CE-OFDM在信道预测收发分集下的误码性能

采用最小均方误差(MMSE)信道预测器和组合发射天线选择(TAS)/接收最大比合并(MRC)天线分集技术,设计了一种时间选择性瑞利块衰落信道上恒包络正交频分复用(CE-OFDM)无线通信系统实现方案。利用矩生成函数法和高斯Q函数的另一种表达式,推导了采用矩形正交幅度调制的CE-OFDM系统平均误符号率(ASER)的下界表达式。仿真结果验证了CE-OFDM系统ASER理论下界的准确性;调制系数较小时,该下界可用于设计采用MMSE信道预测器和TAS/MRC天线分集的CE-OFDM系统。

采用TAS/RAS的CE-OFDM系统性能分析

研究平坦信道上采用收发天线选择的恒包络正交频分复用系统的误码性能。采用矩生成函数方法,推导矩形M进制正交幅度调制的恒包络正交频分复用系统的平均误符号率下界的解析表达式。仿真表明在大信道衰落参数、小相位调制系数和高信噪比时下界与平均误比特率非常吻合。数值计算和仿真结果均阐明收发天线数目、信道衰落参数与相位调制系数对分集接收恒包络正交频分复用系统误码性能影响。

双向机会中继AF协作CE-OFDM系统性能分析

本文研究两源节点之间具有直达路径的双向机会中继放大前传(TWOR-AF)协作恒包络正交频分多址复用(CE-OFDM)系统的误码性能。利用矩生成函数(MGF)的方法,推导矩形M进制正交幅度调制的TWOR-AF协作CE-OFDM系统的平均误比特率(BER)下界解析表达式。仿真表明在小相位调制系数和高信噪比时下界与平均误比特率很吻合。数值和仿真结果均阐明了中继节点数目和相位调制系数对具有直达链路TWOR-AF协作CEOFDM系统的平均误码性能有影响,具有直达链路的TWOR-AF协作CE-OFDM系统的误码性能相比无直达链路的得到一定改善。

北斗三号B1频点卫星导航信号的调制复用及实际接收性能

导航信号结构是卫星导航系统的核心技术之一,也是我国北斗三号卫星导航系统独立建设、自主运行的标志.本文分析了北斗三号B1频点卫星导航信号设计的需求与挑战,详细介绍了为满足北斗三号新一代导航信号性能提升、多样化接收以及与其他导航系统兼容与互操作等方面的迫切需求,我们为北斗三号主用信号B1C提出了一种新型的正交复用二进制载波偏移(Quadrature Multiplexed Binary Offset Carrier,QMBOC)调制技术,以及为解决北斗三号B1频点新旧两代和军民两类导航信号并存的重大技术难题,提出了一种通用的多频多分量导航信号恒包络复用(CEMIC)技术,并通过对北斗三号组网卫星实际播发的信号接收处理与分析,验证了新一代B1频点信号的先进性能.QMBOC调制和CEMIC复用构成了北斗三号B1信号的核心结构,在很大程度上决定了信号的时频域特性、接收性能及发射效率,目前已经部署在北斗三号所有的组网卫星上并开始向全球提供服务,成为北斗三号赶超世界先进水平的重要特征.