定向多节点DF协同通信系统中断概率及功率分配研究

对基于定向天线的多节点DF协同通信系统进行研究,应用协作域的方法推导其中断概率,同时证明了机会中继条件下中断概率最优,并通过数值仿真得出最优功率分配因子范围。仿真结果表明多中继参与的情况下应根据实际场景选择其数量,在同等数量中继节点且功率受限的条件下,机会中继方案能获得更优的中断概率及更简单的功率分配方法。因此在多中继节点DF定向协同通信系统中,可以采用机会中继方案以实现最优的系统性能。

海面目标星载微波辐射无源探测技术研究

为了全天时、全天候、隐蔽性探测海面舰船目标,提出将高分辨率综合孔径微波辐射计作为星载微波辐射无源探测系统,用于探测海面舰船目标。提出一种新方法用于定量化评估微波辐射无源探测系统探测目标的能力;建立系统关键指标、目标微波辐射截面和探测距离间的关系,分别推导微波辐射无源探测系统的探测概率方程和探测距离方程;开展仿真分析和机载验证实验,其结果均表明高分辨率星载综合孔径微波辐射无源探测技术探测海面舰船目标是可行的。高分辨率星载微波辐射无源探测系统可作为我国天基预警体系的重要补充。

基于定向天线的DF协同通信技术研究

对基于定向天线的DF协同通信系统进行了研究。提出了几种不同DDF协同通信方式,通过对这些通信方式的分析,推导出了它们的中断概率表达式,并仿真对比了各种方式中断概率的异同。结果表明,反馈及选择DDF系统可以获得满分分级增益,在频谱效率不高的情况下反馈DDF系统能获得最优的中断性能。

基于定向天线的多中继节点的AF协同通信系统性能分析

研究了基于定向天线的多中继节点放大转发协同通信技术。首先,从理论上推导了全向发送-全向接收(without beamforming transmit-receive,N-BF),定向发送-全向接收(beamforming transmit-without beam-forming receive,T-BF)以及定向发送-定向接收(beamforming transmit-beamforming receive,TR-BF)3种模式下信道容量及其中断概率。然后,结合具体的数值仿真对不同模式下的信道容量和中断概率分别进行了详细的分析比较。结果表明,TR-BF性能最优,TR-BF以及T-BF相比N-BF而言,系统受噪声影响更小。

基于交织的零相关区序列偶集构造方法研究

移位序列的设计是交织法构造零相关区序列集的核心问题。该文根据相关函数分析了移位序列的约束条件,并据此条件提出一种基于交织构造零相关区序列集的方法。文中通过选择不同基序列和满足约束条件的移位序列,能够得到具有灵活零相关区长度的序列偶。该文将此序列偶和正交矩阵相结合,构造出具有一定序列长度和数目的零相关区序列偶集。该方法扩展了交织法的应用,可以构造具有一定容量和灵活零相关区的序列集。

基于快速编译码的LDPC-CPM系统设计

低密度校验(LPDC)码是目前公认的性能最好的信道编码之一,而连续相位调制(CPM)是一种具有高频谱效率和高功率效率的调制方式,根据级联码理论将二者进行合理的级联设计将更好地发挥出他们的优点。在对LDPC和CPM进行详细分析的基础上,设计了一种CPM调制的快速编译码方法,并基于该方法设计了LDPC-CPM串行级联系统。最后通过择优选择LDPC码,对系统的性能进行了仿真和分析。仿真结果表明,本文所设计的LDPC-CPM级联系统能够获得更低的误码率,具有较高的功率利用率和频谱利用率,系统中所采用的CPM快速编译码方法能够有效减小算法资源开销,降低系统的实现复杂度,对实际无线通信系统中的应用实现具有重要的参考价值。

基于USRP2平台的高效NC-OFDM系统设计

为了能将认知无线电的理论研究与实物研究较好地结合在一起,基于USRP2平台设计并实现了一个NC-OFDM认知无线电传输系统,给出了系统的软硬件设计详细流程和关键问题的解决方案,并针对NC-OFDM系统的特殊性提出了一种将传统算法和修剪算法相结合的快速有效的FFT自适应处理算法。软硬件仿真结果表明,本系统能够在USRP2平台上成功实现无线通信的数据传送与接收,提出的算法可以有效缩短数据处理时间,提升数据传输的鲁棒性,改善系统的整体性能。

基于认知无线电平台的NC-OFDM系统设计与实现

基于USRP2平台设计并实现了一个非连续正交频分复用(NC-OFDM)认知无线电传输系统,给出了系统的软硬件设计详细流程和关键问题的解决方案,并针对NC-OFDM系统提出了一种快速抑制峰均比的自适应算法。硬件仿真结果表明,本系统能够在USRP2平台上成功实现无线通信的数据传送与接收,为认知无线电由理论研究迈向实际应用奠定了基础,有一定的实用价值,同时也为其他基于USRP2的无线系统设计提供了有益借鉴。

态势信息感知下的航空网络动态中继协议

复杂的作战环境造成航空网络的网络拓扑和信道环境复杂多变,给网络连通性的维持带来了挑战。为满足航空网络对网络连通性的需求,提出了一种基于态势信息感知的动态中继协议,并利用Exata网络仿真软件对所提协议性能进行了仿真分析。通过对无中继、固定中继以及采用所提中继协议的3种航空网络远距离航空平台间吞吐量性能进行分析对比,所提协议较好地提升了平台间吞吐量,表明协议能很好地维持航空网络的网络连通性。

基于交织的零相关序列集的扩展方法研究

为了减少参数限制对零相关区序列集构造的影响,文中提出一种零相关区序列集扩展方法。该方法将初始序列成对地进行交织变换从而构造出序列长度和零相关区都加倍的新序列集。在初始序列集具有最优参数且集合容量为偶数时,新序列集能够保持参数的最优性。该方法同样适用于零相关区序列偶集的扩展,且能够迭代进行从而获得更多的序列集。数值仿真验证了该方法的有效性。

基于LDPC编码的CPM调制系统设计与分析

从对抗需求和可实现性出发,设计了一种基于LDPC编码的CPM调制系统,对系统结构进行了优化设计,避免了LDPC和CPM之间多次迭代所带来的系统复杂度问题,通过对编码和调制过程中的主要算法进行简化,减少了运算量,提高了可实现性。最后,对系统性能进行了仿真,并对仿真结果进行了对比分析,同时给出了硬件实现的资源使用情况。结果表明该设计在同等信道条件和误码率需求下,具有更低的发射功率,能够获得更好的低截获性,对实际应用具有一定的指导意义。

基于USRP2的TDCS系统的设计与实现

对于变换域通信系统(TDCS)的研究多集中于理论上的仿真验证,而涉及到硬件平台的较少,为此将一种主流的认知无线电平台——USRP2应用到TDCS系统的硬件实现上。首先分析并解决了TDCS系统的基本原理和关键技术,分析了USRP2的基本工作原理,在此基础上设计了一个基于USRP2的TDCS系统,采用Level-2Matlab S-Function函数编写TDCS系统所需的动态仿真模块库,然后在MATLAB/Simulink环境下搭建了该系统,最后在2台US-RP2之间进行无线数据的收发测试。实验结果表明:文中所设计的基于USRP2的TDCS系统能够实现实际无线信道中信号的准确发射与接收,具有很好的数据传输误码率,实现了TDCS系统的无线通信。

高效编码恒包络系统在地空数据链中建模与仿真

地空数据链信道功率和带宽利用率低,需要高效信道编码和调制技术解决这一问题。对以往编码恒包络系统进行改进,提出一种适合地空数据链信道特性的多进制LDPC-CPM串行级联系统。该编码CPM系统在级联时删减了交织环节,无须符号和比特间转换,一定程度上降低了系统复杂度。仿真结果表明,新系统具有较高的功率效率和频谱效率,可以有效减小算法资源开销,获得较低的误码率,提高地空衰落信道下系统传输的可靠性。

基于USRP2的TDCS系统设计与实现

变换域通信系统(TDCS)能够通过频谱估计与标记主动避开干扰,为认知无线电(CR)系统的具体实现提供了良好的技术支持。本文基于通用软件无线电外设(USRP2)平台,设计并实现了一个TDCS传输系统,给出了系统的软硬件设计详细流程和关键问题的解决方案,并针对TDCS系统提出了一种快速抑制峰均比(PAPR)的自适应算法。硬件仿真结果表明,本系统能够在USRP2平台上成功实现无线通信的数据传送与接收,为认知无线电由理论研究步向实际应用奠定基础,同时也为其他基于USRP2的无线系统设计提供借鉴。

基于最小二乘法的高动态条件下抗频偏的精确同步方法

如何在高动态条件下实现精确同步是当今军事作战中必须解决的一个技术难题。在此条件下,码率偏移和载波频偏会影响精确同步的精度。该文提出一种改进的基于最小二乘法的伪码(PN)相位测量方法,并通过理论分析和仿真验证该方法在高动态条件的精确同步能力。理论推导可知,该方法消除了载波频偏的影响,并且具有强的抗噪声能力。数值仿真说明在选择PN序列不长的情况下该方法对码率偏移不敏感,并证明其具有很强的抗频偏能力。最终得到的测量结果说明该方法不仅有很高的测量精度,同时具有很好的抗噪声和频偏能力。

基于压缩感知的稀疏多径信道估计

提出了一种基于压缩感知理论的稀疏多径信道估计方法。利用训练序列设计了一种简化的Toeplitz结构观测矩阵,证明了观测矩阵满足限制等距特性,可以作为压缩感知的观测矩阵。根据此矩阵的近似正交性特点对正则化迭代硬阈值算法进行简化,并引入精英策略提出一种归档正则化迭代硬阈值估计算法。仿真结果表明,该估计方法相对于迭代最小二乘法具有更优的性能,且提出的归档正则化迭代硬阈值算法兼具收敛速度快和稳定性高的优点。

太赫兹宽频带准全向平板超材料吸波体的设计

在太赫兹波段设计了一种宽频带准全向的平板超材料吸波体.仿真结果表明,该吸波体在4.36～4.91 THz之间具有极化不敏感和宽入射角的强吸收.提取的等效阻抗实部表明,可以通过调节超材料的电磁响应造成吸波体一侧与自由空间近似阻抗匹配、另一侧与自由空间阻抗不匹配,从而在吸收频带内同时实现反射率和传输率最小、吸收率最大.仿真的三种不同损耗情况下吸波体的吸收率表明,吸波体的强吸波特性主要源于金属损耗;金属无耗时,基板的介质损耗只能吸收部分能量.仿真的金属覆层在不同电导率和不同厚度情况下吸波体的吸收率表明,可以通过选用合适高电导率的金属以及适当减小金属覆层的厚度来加强金属损耗的强度.该吸波体可能在许多领域具有广泛的应用.

电波频率对射频隐身性能的影响分析

针对新一代军用飞机对射频隐身能力的迫切需求,研究了电波频率对射频隐身性能的影响。首先基于截获距离给出了隐身效率的定义。然后综合考虑自由空间衰减、大气吸收衰减和降雨衰减的影响,对截获距离与电波频率之间的关系进行了分析。最后仿真了10～40GHz之间,不同工作距离和天气环境下,频率改变对射频隐身性能的影响。结果表明,频率选择对射频隐身性能具有很大影响,在10～40GHz内通过频率改变能够提高约10%的隐身效率,同时工作距离和天气条件对隐身性能也会产生一定的影响。

天线波束对飞机射频隐身性能的影响分析

射频隐身是新一代军用飞机必须具备的重要能力。从隐身飞机的实际使用环境出发,针对以往只考虑个体对抗特性,采用Schleher截获因子评价飞机射频隐身性能的不足,提出了基于整体对抗特性,采用联合截获概率评估射频隐身性能的新方法,为射频隐身研究提供了新思路。通过对隐身飞机的射频使用环境建模,计算了天线波束的空、地覆盖区大小,结合联合截获概率的定义和计算方法,仿真了不同情况下天线波束宽度对联合截获概率的影响。根据仿真结果,分析了天线波束对飞机射频隐身性能的影响,其结论可为隐身飞机天线设计时的折中考虑提供基础和参考依据。

一种改进的稀疏多径信道均衡方法

针对传统的信道均衡算法在稀疏信道下效率低及实现复杂等问题,提出了一种改进的稀疏多径信道的均衡方法,利用少量训练序列进行信道估计作为先验知识,从而反演得到逆滤波均衡器.文中将求逆滤波过程建模为最优化问题,并提出一种获得近似最优解的贪婪算法.该算法相对于线性预测方法迭代次数极少,只要阶数足够高,就能获得几乎最佳的滤波器系数.设计了该算法模块化硬件结构,其复杂度低,易于工程实现.仿真结果表明,在稀疏信道下,文中的均衡方法相对于传统的最小均方线性预测方法,随着信噪比的增加,系统误码性能提升明显,在信噪比为15dB时,能够获得大约10dB的功率余度.