基于FPGA的短波跳时跳频系统同步的实现

短波跳时跳频信号具有频率不断变化和发信时间随机的特性,能够很好地实现通信信号的隐蔽,具有较强的抗截获抗干扰能力,但是跳时技术会导致整体的发信时间被延长。为尽量缩短发信时间,对以往的同步序列+TOD信息的同步方法进行改进,提出一种帧同步序列与跳时跳频伪随机码一一对应,采用滑动窗相关检测进行同步的方法,在FPGA中实现了该同步系统,并对该系统进行了仿真。

短波跳时跳频信号的同步技术研究

短波跳时跳频信号同步是抑制短波跳时跳频信号应用的主要问题,通过对现有的同步头加TOD信息的帧头结构进行改进,给出一种较快高效的同步方法,分析计算其在高斯白噪声信道下并且存在部分频带干扰的情况下的性能,用MATLAB对其性能进行仿真,最后提出一种去掉TOD信息、同步头与跳时PN码和跳频PN码为一一对应关系的帧头结构,采用基于滑动窗相关检测的方法对信号进行帧同步检测。

信息跳时架构下分层捷变低截获概率通信波形

针对周期信号抗破译性能较差及非周期聚敛性带来的误码性能下降的问题,本文提出一种时宽-信息跳时-调频率分层波形架构。通过构建信息跳时,掩护时宽随机化的模式,解决了误码性能变时宽下降问题,加强了波形的低截获概率特征。本文以数学推导和仿真分析的方法,探究了此分层波形架构下的误码性能、功率谱类噪声性能、二次谱域周期聚敛性及先验信息抗破译性。理论分析和仿真验证表明:时宽-信息跳时-调频率分层波形可以保证与定时宽信号相比,在不降低误码性能的条件下,降低了波形的周期聚敛性,从而提高了波形的截获概率性能。

一种基于伪卫星跳时信号的联合捕获算法

地基伪卫星系统为克服远近效应影响,通常采用跳时(Time Hopping/Direct Sequence-Code Division Multiple Access,TH/DS-CDMA)信号进行伪距测量与定位,导致接收终端必须增加系统跳时序列相位估计的设计,降低捕获效能的同时也引入了接收终端的捕获复杂度。针对以上问题,提出了一种基于伪卫星跳时信号的联合捕获算法,利用跳时信号的时域正交特性与时隙分配特点,将多基站单脉冲信号捕获结果映射为使能时隙序列,通过循环截断相关完成跳时参数估计,有效缩短了跳时参数估计时间。仿真结果表明,该方法能够正确完成捕获阶段的参数估计,4个伪卫星的联合捕获耗时相较传统方法减少63.32%,为伪卫星跳时信号的快速捕获提供了有效方法。

基于FPGA实现的超宽带无线通信跳时控制器研究

针对基于脉冲位置调制的超宽带尢线电发射系统中的跳时控制这一关键技术,提出了利用FPGA和可编程延时线实现跳时控制的方法,并制作了硬件电路。通过脉冲整形电路得到了跳时后的输出脉冲波形,并将跳时精度控制在50 ps左右。通过对波形中的干扰和跳时控制精度的分析,提出了可能出现的问题和解决方案。

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。

超宽带无线电系统跳时技术的研究

超宽带无线电系统中最常用和最典型的信号是时域上的极窄脉冲串。为了使超宽带系统的功率谱进一步平滑,增强系统隐蔽性和保密性,超宽带无线电系统往往都要破坏窄脉冲串的周期性,使所发射的相邻窄脉冲间的时间间隔进行伪随机的跳变。文章对超宽带基本理论、窄脉冲串时间间隔跳变的相关原理进行了介绍,提出了具体实现方法,给出了对实验样机的测试结果。

跳时M元双正交脉冲位置调制超宽带通信性能研究

针对目前超宽带(UWB)通信调制方式传输效率低下、误码率过高的问题,提出了采用跳时M元双正交脉冲位置调制(TH-MBPPM)改善系统性能的方法.TH-MBPPM方法将需要传送的多个信息比特分别调制到信号的幅度和位置上,同时在信号中加入伪随机跳时码,解调端采用概率密度函数的方法对各匹配滤波器输出端的多址干扰成分进行精确的计算,将所有干扰信号建模为高斯白噪声并根据最大似然准则对接收的信号进行判断,得到了系统误符号率的封闭表达式及其简化的计算表达式,该表达式精确地反映了系统的误符号率性能且计算复杂度较低.与跳时M元正交脉冲位置调制UWB通信系统相比,TH-MBPPM方法误符号率更低,且系统复杂度降低了50%.

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。

一种跳时超宽带无线电信号的高效同步捕获方法

为了实现高效的跳时超宽带无线电信号的同步捕获,主要研究了超宽带无线通信中跳时序列码的同步技术,对捕获过程中的两个主要性能指标,即平均捕获时间和捕获概率进行了深入的分析,提出了一种适于超宽带无线通信跳时码的同步捕获方法——二维空间下的菱形捕获法。计算机仿真结果表明,该捕获方法工作原理简单、捕获速度快、硬件复杂度低,是超宽带冲激无线电的有效捕获方法之一。

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。

超宽带无线电中跳时序列相关性能的研究

跳时技术是超宽带无线电通信技术的一个重要组成部分,在该系统中起着至关重要的作用.为 了满足系统的要求,跳时序列必须具有良好的相关性能,即自相关性和互相关性.该文分析了跳时序列的相 关性能,得出了跳时序列相关值的上界和下界.同时还提出了一种改善跳时序列相关性能的方法,使得跳时 序列的最大互相关值和最大异相自相关值都降低了一半.

跳时脉位调制超宽带信号的功率谱密度分析

通过对时域信号的自相关时间均值函数做傅氏变换,推导出定周期跳时脉位调制超宽带脉冲序列的功率谱密度公式,形式更加简明;并分别在时域和频域进行仿真、分析,比较两种仿真结果,同时分析了跳时码周期和时延常数等参数对谱密度结构的影响,验证了推导结果与时域仿真的一致性。

一类适用于超宽带无线电的跳时序列族

跳时技术是超宽带无线电实现多址通信的一项关键技术。为保证超宽带无线电的可靠通信并减小系统中用户之间的多址干扰,系统要求跳时序列具有优良的跳时相关性能。基于对二次同余理论的研究,构造了一类适合于超宽带无线电通信系统的跳时序列族,给出了它的构造方法和序列的性质。然后通过对跳时序列相关性能的分析,证明了所得到的跳时序列族具有优良的跳时相关性能,满足跳时异相自相关最大值S_(max)≤2,跳时互相关最大值C_(max)≤4。最后,将该类跳时序列族用于超宽带无线电多用户通信系统进行了误码率性能仿真,仿真结果表明采用该序列族将使系统具有更好的多址性能。

基于二次跳时序列的UWB无线电通信系统性能

讨论了扩展二次跳时序列和一般二次跳时序列及其特殊形式序列的构造,比较了它们的汉明互相关特性.在此基础上,比较了在PPM调制方式下基于这几类二次跳时序列的UWB系统的误码率,并给出了数值结果.研究结果表明,这几类二次跳时序列系统误码率相当一致,但一般二次跳时序列集具有更多的序列数目.

跳时序列对UWB系统多址性能的影响

通过变换超宽带(UWB)无线电通信系统的信号模型,分析了该通信系统的多址性能,给出了跳时序列与其所产生的多址干扰之间的关系,从而明确了跳时序列的相关性能对该通信系统误码率的影响。

基于跳频扩时光正交码的光码分多址系统性能分析

提出了一种基于光正交码(OOC)的跳频方案,与OOC系统相比,采用该跳频码字的光码分多址(OCDMA)系统的可容纳用户数目得到了极大提高,并且多用户干扰(MAI)大大降低,从而系统整体性能得到提高。同时提出了使用该跳频码的多比特传输光码分多址系统方案,该方案利用了跳频码字数目的充裕性,使得系统传输速率成倍提高。

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。

采用跳时调制的超宽带冲激无线电技术及其在通信对抗中的应用

论述超宽带冲激无线电通信系统基本原理 ,分析使其具有巨大军事应用潜力的冲激脉冲和跳时调制这两项关键技术 。

超宽带冲激无线电中跳时序列的构造

超宽带冲激无线电 ( U WB- IR:ultra wideband impulse radio)是当前军事通信和民用短距离高速无线通信的一个新的发展方向 ,它的一种主要的实现方式是跳时扩谱冲激无线电 ,跳时技术是它的重要组成部分 ,跳时序列性能的好坏直接决定了整个系统的性能。正是基于这种背景之下 ,该文系统地综合分析了现有的性能优良的跳时序列 。