基于时频分布的扩展的二元相移键控信号解调算法

在已有的扩展二元相移键控(EBPSK)调制信号模型基础上,从非平稳信号分析方法入手,对EBPSK调制信号的时频分布特性进行了详细推导,建立了EBPSK信号相位跳变与时频分布幅度的关系模型,利用该模型提出了基于时频分布的EBPSK解调算法,并给出了相应的解调器结构。对基于时频分布的EBPSK信号解调器性能进行了分析,讨论了解调器的判决门限选取方法。分析表明,基于时频分布的EBPSK信号解调算法不但简化了EBPSK解调器结构,获得了优异的EBPSK调制系统差错性能,而且为通信信号的非平稳信号处理提供了新的可行方案。

对称的扩展二元相移键控调制解调方法研究

为了提高扩展二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying,EBPSK)系统的抗衰落性能,并简化解调器结构,提出了一种对称的扩展二元相移键控(Symmetric-EBPSK,S-EBPSK)调制方式,以"0"、"1"码元对称的调制波形为主要特征,采用简单有效的冲击滤波加比较判决的方法来完成解调,并从理论上推导了S-EBPSK系统的功率谱,及加性高斯白噪声(Additional White Gaussian Noise,AWGN)信道下系统的理论误码率公式.仿真结果表明了所提方案实现简单有效,且无论在AWGN信道还是衰落信道下,均表现出了明显的性能优势.

二阶锁相环的EBPSK信号解调分析

高效的调制和解调技术对数据传输具有重要的意义。该文在已有的EBPSK传输系统基础上,详细讨论了EBPSK信号采用二阶锁相环解调时鉴相器的输出信号结构。首先通过建立锁相环的线性化模型,对比分析了不同阻尼系数的相位阶跃误差响应和矩形相位误差响应,推导了理想状态下鉴相器输出的波形表达式。其次在包含窄带高斯噪声的条件下研究了EBPSK信号解调的最佳积分限取值,给出了相应的仿真结果。分析表明,在一定的信噪比条件下,只要锁相环能由捕获状态恢复到跟踪状态,就能保证EBPSK信号的有效解调。

一种随机极性MCP-EBPSK调制解调器

为改善随机极性的连续相应的扩展二元相移键控(CP-EBPSK)调制信号的频谱结构,该文提出一种带功率谱形状调节系数的随机极性修正CP-EBPSK(Modified CP-EBPSK,MCP-EBPSK)调制解调器。阐述了随机极性MCP-EBPSK调制的基本原理,给出了无随机极性的MCP-EBPSK调制理论功率谱表达式。同时,设计了合适的数字冲击滤波器用于解调,给出了无编码的随机极性MCP-EBPSK通信系统框图,分析和验证了该类调制信号的功率谱特性和解调性能,并对多径信道上的解调性能进行了仿真。仿真结果表明:新的调制方式通过对功率谱形状的调节,不仅频谱利用率更高,解调性能也更好;现阶段,该系统不适合在无线信道传输,有望在有线信道上率先获得应用。

EBPSK调制的波形优化

为使调制波形适应不同信道条件,利用扩展的二元相移键控(EBPSK)功率谱结构及特性对其基本波形进行优化,得到带宽更窄、边带抑制水平更好的EBPSK调制波形.通过修改基本调制波形表达式,控制已调信号功率谱中线谱的分布.在波形结构表达式中引入波控参数α,通过调节该参数,可以自由控制边带抑制水平及载波强度,以适应不同信道干扰条件,实现自适应调制.选择合适的调制指数及波控参数α,可以使边带低于-60dB,因而,可利用现有的频谱间隙实现混合调制,共享频谱,提高频谱效率.

高效无线系统中EBPSK调制的功率谱分析及优化(英文)

为了满足人们对通信系统传输率等性能越来越高的需求,提出了基于扩展的二元相移键控(EBPSK)调制的高效无线系统,详细推导了EBPSK功率谱解析表达式.在不损失有用信息的前提下,通过直接在表达式中去除表示周期分量的线谱,导出新的频谱优化方法.在此基础上讨论了合理的带宽定义方式,表明了EBPSK属于超窄带高效通信的范畴.分析了EBPSK调制参数对带宽、传输速率及传输性能的影响.实验结果表明了理论谱表达式及优化的正确性,也证明这种超窄带系统在得到较高的频谱效率的同时可以达到很好的误码率性能.

一种基于时分的EBPSK多载波实现方式

为了实现扩展的二元相移键控(EBPSK)调制的多载波传输,提出了一种基于时分的EBPSK多载波实现方式.首先,利用叠加原理,通过观察冲击滤波器的输出波形,分析了多路EBPSK信号间干扰的原因;然后,给出了消除信号间干扰的具体思路,即将临道信号相对延迟,使各路载波的判决区域在时间上区分开,避免判决区域的碰撞;最后,通过仿真,对比了不同时间保护间隔下基于时分的EBPSK多载波与单载波的误码率性能.仿真结果表明,时间保护间隔为0时干扰较大,多载波的误码率性能较差.在合适的时间保护间隔下,多载波的误码率性能几乎与单载波一致.基于时分的EBPSK多载波实现方式能够有效消除各路EBPSK信号间的干扰,使得多路EBPSK信号同时传输且误码率性能损失不明显.

EBPSK载波同步中的相位误差分析

载波同步是通信中的重要环节。该文分析了EBPSK载波同步中的相位误差。首先在包含窄带高斯噪声的条件下,通过建立锁相环线性化模型,推导了EBPSK载波恢复中的输出相位噪声方差;其次在相同的参数条件下,与BPSK的平方环和Costas环输出相位噪声方差进行对比,给出了不同输入信噪比和环路带宽下的仿真结果。研究表明,在EBPSK占空比1:9,相位跳变π/4,输入信噪比小于6 dB时,恢复出的载波要比BPSK更加精确。

EBPSK信号混沌振子检测原理与性能分析

针对扩展二元相移键控(Extended BPSK,EBPSK)信号应用中一直存在的"接收滤波器设计"之技术瓶颈的问题,从数字通信系统对解调的基本要求出发,不追求利用"特殊机理的滤波器"对EBPSK信号进行精确的恢复,而是寻求利用混沌振荡器来判断发射端发射的是哪一个波形,从而完成EBPSK信号的解调。据EBPSK调制信号的特点和Duffing振子微弱信号检测原理,研究了EBPSK信号的混沌振子检测原理,设计了EBPSK信号的Duffing解调器,并通过仿真实验验证了该解调器的抗噪声性能。并且提出了Duffing振子利用内置驱动力的能量抗衡噪声概念,从能量的角度解释了Duffing振子的抗噪声机理。

EBPSK解调器中利用SVM概率输出的LDPC译码

为了改善扩展的二元相移键控(EBPSK)系统在低信噪比下的误码率性能,引入了低密度奇偶校验码(LDPC)。EBPSK解调器借助特殊的冲击滤波器提高能量利用率,却增加了获得后验概率信息用于译码的困难。本文引入支持向量机(SVM)方法在滤波器输出信号中选取少量采样点进行概率输出并进行LDPC译码,仿真显示可得到较高的信噪比增益。同时,本文还仿真对比了不同采样频率及不同方式获得的后验概率信息对系统译码性能的影响,表明基于SVM的方法在低采样率和低信噪比条件下便可获得较为精确的后验概率,因此,在EBPSK系统中采用SVM方法获得后验概率信息用于LDPC译码是一种较为有效的方式。

EBPSK数字接收滤波器设计

超窄带是否可信、能否实现的关键就是接收滤波器的设计。美国人H.R.Walker最早提出利用采用石英晶体的零群时延滤波器,但由于晶体滤波器中心频率一旦设定就不可调,不仅灵活性差,而且难以数字化集成,因而很难广泛应用。本文提出了该滤波器的数字化实现方法,列举了其中的两种方法并给出具体的仿真结果。

随机极性MCP-EBPSK传输性能

为提高随机极性的修正连续相位扩展二元相移键控(MCP-EBPSK)调制信号的传输性能,对比了AWGN信道上自适应门限判决、BP神经网络和支持向量机(SVM)判决3种解调方式的解调性能,并引入了RS码和规则LDPC码来进行改善.根据随机极性MCP-EBPSK调制原理和数字冲击滤波器特殊滤波机理,设计了基于自适应门限判决、BP神经网络和SVM的解调器.同时,在这3种解调方式性能均不佳时,对RS码和规则LDPC编码的随机极性MCP-EBPSK传输性能进行了仿真.仿真结果表明:在AWGN信道上,自适应门限判决、BP神经网络和SVM三种解调方式的解调性能相差不大;当采用自适应门限判决且误码率为10-4时,RS码和规则LDPC码的编码增益分别约为4 dB和7 dB.因此,引入信道编码可显著改善随机极性MCP-EBPSK的传输性能.

多元位置随机极性CP-EBPSK调制解调器研究

为改善随机极性的连续相位扩展二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying with Continuous Phase,CP-EBPSK)调制信号的频谱利用率,提出了一种多元位置随机极性CP-EBPSK调制方式。阐述了多元位置随机极性CP-EBPSK调制原理。在数字冲击滤波器的基础上,分别给出了基于多路判决方式、贪婪判决方式和合理判决方式的解调器,并通过仿真对比和分析了CP-EBPSK调制、随机极性CP-EBPSK调制和多元位置随机极性CP-EBPSK调制的功率谱、-60dB带宽、频谱利用率和解调性能。仿真结果表明:1)在频谱结构不变的条件下,新的调制方式可使信息传输速率和频谱利用率成倍提高;2)若以bps/Hz/SNR(dB)为综合指标,CP-EBPSK系统为1.18*10-3,随机极性CP-EBPSK系统为7.01,而新的调制解调系统为13.8。

基于IM-SAPSO和SVM的EBPSK检测器设计

参数选择对于支持向量机(support vector machine,SVM)的分类性能很重要,其本质是搜索寻优.该文提出以最小化K-fold交叉验证误差为目标,以改进模拟退火粒子群优化算法(improved simulated annealingparticle swarm optimization,IM-SAPSO)为寻优方法的SVM参数优化方法.利用优化的SVM对扩展的二元相移键控(extended binary phase shift keying,EBPSK)通信系统中经冲击滤波器的"0"和"1"码元进行分类,并和基于SVM、PSO-SVM以及幅度积分判决的EBPSK检测器进行性能对比.仿真结果表明:基于IMSAPSO和SVM的EBPSK检测器性能明显好于其他3种检测器.

EBPSK系统抗脉冲干扰性能研究

首先介绍了扩展的二元相移键控(EBPSK)调制波形及脉冲干扰模型,提出了一种简单的基于冲击滤波器和限幅的抗干扰传输模型,从理论上分析了该系统对抗脉冲干扰的优势。仿真实验表明,在严重的脉冲干扰情况下,EBPSK系统表现出超强的抗干扰能力,同时,也通过误码率曲线表明了基于限幅的系统模型的有效性,从而为超窄带的EBPSK系统迈入实际应用阶段奠定了基础。

基于自制小波的EBPSK信号检测器

针对全新的高速高效调制方案——扩展的二元相移键控(EBPSK)调制的微小调制差别检测难题,在研究EBPSK调制波形及简单的冲击幅度检测的基础上,提出了一种基于自制小波的EBPSK检测器,其中自制小波是基于通过冲击滤波器后产生的冲击波形包络来构造的。通过仿真实验进行了与一些经典的小波检测器的比较,结果表明在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,基于自制小波的EBPSK检测器性能更佳,在较低的信噪比条件下,仍能较好地检测出信号的位置和尺度,且算法实现复杂度较低。

一种新的EBPSK通信系统检测器(英文)

为了提高扩展的二元相移键控(EBPSK)接收机的检测精度,设计了一种基于改进粒子群算法(IMPSO)和BP神经网络的EBPSK检测器.首先,阐述了EBPSK调制特征及冲击滤波器的特殊滤波机理.然后,提出了基于logistic混沌扰动和Cauchy变异的改进粒子群算法,并利用IMPSO-BP神经网络设计了EBPSK检测器模型.最后,对IMPSO-BP检测器进行了仿真,并分别与自适应门限判决、BP神经网络和PSO-BP检测器进行了对比.仿真结果表明:基于IMPSO-BP神经网络的EBPSK检测器检测效果要明显好于其他3种检测器.

DS-SS/EBPSK调制的码分多址研究

为了实现直序扩频扩展的二元相移键控(DS-SS/EBPSK)调制的多址通信,研究了一种DS-SS/EBPSK调制的码分多址实现方法。首先对DS-SS/EBPSK调制信号进行分析,公式化表述了DS-SS/EBPSK的调制过程,得到了可用于解扩和码分多址的等效扩频序列;在此基础上,设计了相关接收机对DS-SS/EBPSK调制信号进行检测,利用不同用户扩频序列互相关很小的特点实现多址传输;最后以m序列为例,仿真了期望用户的误码性能与用户数量和m序列周期长度的关系。仿真结果验证了此种码分多址实现方式的可行性,同时也表明多用户的干扰程度取决于扩频序列之间的互相关性。

EBPSK调制通信系统中非线性检测的研究

主要讨论扩展的二元相移键控(EBPSK)调制通信系统中的检测技术,以实现高频谱利用率的同时降低能耗。针对高效调制信号码元间差异性较小的特点,接收机利用特殊的冲击滤波器(SIF)将相位变化转化为寄生调幅,增加码元间的差异性,提高能量利用率。同时,引入了支持向量机(SVM)非线性检测方法,解决EBPSK系统中门限检测性能难以达到最优的问题,并给出了维数较少的统一特征向量选取方法。为了减少计算量,选择适用于EBPSK系统的SVM核函数并优化计算方法。仿真结果表明,SVM非线性检测在较少的特征向量维数和低采样率的条件下,可获得最多7 dB的信噪比增益。因而,在EBPSK调制通信系统中选择SVM方法不仅可以提升检测性能,而且抗干扰能力更强,对采样率的鲁棒性更好。

LDPC编码的随机极性CP-EBPSK系统

随机极性的连续相位扩展二元相移键控(CP-EBPSK)是一种高频谱效率的调制技术,特殊的冲击滤波器使得门限判决解调成为可能,为了进一步改善其在低信噪比下的误码率性能,引入低密度奇偶校验(LDPC)码作为信道编码。精确的后验概率估计对于译码性能至关重要,但解调方式的特殊性给获取后验概率带来困难。本文引入并分析了贝叶斯方法和支持向量机(SVM)以及两种基于判决门限的后验概率估计法。仿真结果表明,基于SVM和贝叶斯方法较基于判决门限的后验概率估计法更加精确,解调性能可提升8dB-9dB,但在解调之前对需要对码元进行训练,因而复杂度也相对较高;而基于判决门限的后验概率估计法不需要这一过程,因而实现较为简单,性能也可提升7dB以上。所以,在随机极性的CP-EBPSK系统中利用后验概率估计法作为LDPC码译码初始化较为有效。