有限字符集下采用空间调制的物理层网络编码方案

空间调制（Spatial Modulation）通过利用天线索引承载数据信息，可以提升复用增益，实现更高速传输。利用这一特性，可针对协同多址接入信道模型设计一种基于空间调制的物理层网络编码方案。在协同节点，将其中一个源信息映射成传统调制符号，而将另一个源信息映射到协同节点的天线序号上。在目的节点，通过最大似然检测，判决接收到的传统调制符号和发射天线序号，分别恢复两个源节点发送的信息。研究结果表明，由于两个源信息载体相互独立，基于空间调制的多址接入方案可以获得优于传统方案的容量区域。仿真结果表明，在高信噪比条件下，系统和速率近提高1倍，同时两路信息误码性能均较好。此外，考虑到实际系统中使用的并非理想的高斯信源，文中分析均基于有限字符集展开。     

采用相位判决的低复杂度广义空间调制检测算法

针对广义空间调制（GSM）系统中信号检测复杂度过高的问题，提出了一种基于相位判决的低复杂度检测算法。首先根据一种排序准则对天线组合进行排序，然后将排序后的天线组合中的符号向量依次通过基于相位判决的迫零(ZF)均衡器进行检测，最终得到星座调制符号和激活天线组合。分析和仿真结果表明，该检测算法可以有效缩小接收端的搜索范围，在提供与最大似然（ML）检测算法相近的误比特率（BER）性能的同时，计算复杂度降低了98%。     

具有天线选择与中继选择的空间调制技术

针对空间调制（SM）技术存在的缺欠,提出了具有天线选择和中继选择的空间调制系统方案。首先在多输入多输出(MIMO)信道模型下,通过对发送端天线选择,将拥有最佳信道状态的天线选出进行SM,打破SM技术对发送端天线数的限制,并提升采用高阶调制的SM分集性能。然后进一步将此思想引入协作通信网络,结合传感器网络的分级观念,提出采用中继选择和空间调制的中继传输协议,并通过仿真观察系统分集性能的改善。仿真结果表明,上述中继传输协议不仅能提升系统性能,而且使系统配置更加灵活。     

一种空频二维键移索引调制传输新方法

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)技术因其优秀的抗符号间干扰特性被广泛应用于高速数据传输，但传统MIMO-OFDM系统的检测需要在空频域中联合搜索调幅/调相信号，复杂度高。为降低系统复杂度，将索引调制技术与MIMO-OFDM系统相结合提出了一种激活特定空频单元，利用索引传输额外信息的新方法，并通过理论分析获得了该方法的近似闭合性能表达式。此外，利用数值仿真对分析结果进行了验证。理论推导与系统仿真结果均显示了所提方法能在不增加发射天线数目的前提下提高系统的发射分集增益。上述理论结果可以为下一代低功耗低复杂度的空频系统设计提供借鉴。     

一种新的卫星信号调制方式识别方法

根据采样数据恢复信号频谱后,采用频域估计法检测卫星信号中心频率,再利用延 迟相乘法估计卫星信号调制速率。通过内插恢复得到信号星座图,根据星座图特征对无先验 信息的卫星信号调制方式进行识别。利用实测的8PSK和QPSK卫星信号检测了识别的效果, 在信号信噪比低于5 dB时无法得到信号星座图。     

一种简单多径信道下的调制识别方法

为解决简单多径条件下调制识别类型少、难以工作于低信噪比下的问题,提出了一种基于联合特征参数的调制识别方法。根据简单多径下不考虑多普勒效应影响这一条件,利用调制信号的延迟相关和瞬时自相关特性,并结合高阶累积量特征对幅移键控(ASK)、相移键控(PSK)、频移键控(FSK)共8种信号进行分类识别。仿真结果表明,在信噪比大于4 dB时,简单多径条件下的各类调制信号正确识别率接近100%。     

符号内连续相位差分相移键控调制方法

提出了一种幅度准恒包络、相位连续的差分相移键控调制与解调方法。该方法设计了 一组基带信号集合,根据输入的信息值和状态值选择基带信号来实现信号调制。在信号解调 中,通过计算接收信号在一个符号持续时间内的相位变化累积量来判决发送信息。仿真结果 表明, 该调制方法具有良好的频谱特性和准恒包络特性,并且避免了本振偏离、多普勒频移等引起 的符号间相位变化对信号解调的影响。     

广义空间调制系统的正则化OMP检测算法

在广义空间调制（GSM）系统中，最大似然（ML）检测可以取得最优的检测性能，然而其计算复杂度随激活天线数的增加急剧增长。针对这一问题，提出了一种基于稀疏重构理论的低复杂度检测算法——正则化正交匹配追踪（ROMP）算法。该算法首先根据信道矩阵和当前残差的内积选取多个候选激活天线索引，接着对候选天线索引按正则化标准进行可靠性验证，剔除错误索引，缩小信号的搜索空间，最后通过求解最小二乘问题估计信号。仿真结果表明，与经典的正交匹配追踪（OMP）算法相比，所提算法以少许复杂度的增加为代价极大提升了检测性能，能够在检测性能与复杂度之间取得更好的折中。     

一种适用MBMS业务的改进型分层调制方案

分层调制技术是多媒体广播多播服务（MBMS）系统中一项重要关键技术。普通分层调制因为基本层和增强层之间的相互干扰，导致分层调制的误码率上升。提出了一种改进型分层调制，将基本层数据和增强层数据的星座图旋转，并且将调制信号的同相部分与正交部分进行交织。在不改变发送装置的条件下，通过搜索旋转最佳角度，获得信号空间增益。仿真结果表明，星座图旋转后的增强层信号的性能优于传统的增强层信号，采用近似方法求解旋转角度最优值是便捷有效的,并且在0°~45°的角度范围内，改变基本层和增强层的旋转角度可以获得的不同的误符率，为进一步推导出旋转角度的最优值提供了依据。     

基于差分空时调制的混沌慢跳频系统

提出一种慢跳频系统中基于差分空时调制的混沌保密通信方法。此方案集成了差分空时编码和混沌跳频扩频技术的优点。一方面,在跳频系统中,使用混沌序列代替伪随机(PN)码,增强了抗截获和抗预测的性能;另一方面,通过差分空时调制产生分集增益,降低了多径衰落效应的影响。仿真结果证实了此方案的有效性。     

基于脉冲调制的GSM语音信道数据传输方法

针对全球移动通信系统 (GSM) 的安全机制不能实现端到端安全通信问题,提出了一种低复杂度基于脉冲调制的数据传输方案及优化方法。分别设计了基于脉冲位置调制及脉位结合极性调制的类语音信号,给出了基于跳时脉冲的帧同步方法。搭建了基于脉冲调制的GSM语音信道数据传输仿真平台,分析比较了不同调制阶数和不同自适应多速率编码 (AMR) 码率下系统的性能。为了提高系统可靠性,引入卷积码进一步降低了系统误码率。仿真结果表明,4阶脉冲调制最适用于语音信道,所提脉冲调制方法与传统低复杂度频移键控 (FSK) 调制方式误码率近似,但传输速率高,且提出的脉位结合极性调制进一步提高了传输速率,总提高比例达到36%。     

脉内相位编码信号的识别与码序恢复

为了提高低信噪比（SNR）下对雷达脉内相位编码（PSK）信号的处理能力,对传统的相位差分法进行了改进,并利用该方法对PSK信号进行了识别与码元序列的恢复。根据PSK信号的特性,结合滤波、数字变频和高阶差分来减小噪声对相位的影响,提高了相位差分法的抗噪性。对相位差分序列归一化后,先进行码元宽度的精确估计,再由码元关系去除伪跳变点。最后通过一系列的特征提取,实现了PSK信号的综合处理。仿真结果表明,所提算法在低信噪比下性能良好,具有很高的工程应用价值。     

MIMO系统中线性弥散空时码的优化设计

MIMO系统的大部分空时编码方法在设计时单一强调对传输分集性能或传输复用性能的提高,为了联合提高分集性能和复用性能,在LDC编码基础上提出了线性正交弥散空时码(OLDC),LDC编码的优化中利用遗传算法来构造OLDC的空时正交调制基矩阵.优化的编码方法设计简单,便于调制解调.仿真结果表明,OLDC码比传统的LDC编码在误码性能、分集性能、复用性能等方面均有大幅度提高.     

一种基于星座图恢复的多进制相位调制信号识别算法

在实际调制过程中,无线电波传输多径及衰落引起的符号间干扰和信号接收端的载波频偏会造成星座图难以识别。针对这一问题,提出了一种基于星座图恢复和卷积神经网络的多进制相位调制信号识别算法。首先,设定相邻采样点距离和相位角的阈值以筛除发生符号间干扰时的采样点,保留剩余的有效采样点并形成聚类组;然后,通过旋转相邻聚类组抵消载波频偏带来的影响,实现星座图的恢复;最后,利用卷积神经网络对星座图进行特征自动提取和调制识别。实验结果表明,对于实测信号,所提算法能够较好地恢复星座图并实现BPSK、QPSK和8PSK的准确识别。最终的识别准确率达到了99.9%,较星座图恢复前提高了24.2%。     

基于无速率码的遥感数据自适应传输技术

基于自适应编码调制的遥感数据传输方案实现了传输速率阶梯式换挡，但未能充分利用链路余量。为进一步提高遥感卫星数据传输过程中的频谱效率，提出了基于无速率码的遥感数据自适应传输技术。将无速率码与QPSK、8PSK、16QAM、64QAM调制方式结合，通过设定译码成功概率阈值得到离散信噪比下的最佳译码开销和最佳码率值。采用多项式拟合求得卫星过境期间码率值的变化情况，进而得到有效数据率变化曲线，实现了遥感卫星过境时段内有效数据率随仰角的无缝切换。通过求解有效数据率曲线的积分值，得到了采用联合译码算法的Raptor码在4种方案下的传输数据量。分析结果表明，与第二代数字卫星电视广播标准（DVB-S2）中的自适应编码调制方案相比，所提出的传输方案使传输数据量提高了10.29%~27.65%，且在信噪比低至-5 dB的情况下也可以进行数据自适应传输。     

一种OFDM系统中PAPR的抑制算法

为降低正交频分复用(OFDM)系统中发射信号的峰值功率,提出了在一个OFDM符号内使用两种信号星座图对二进制数据进行编码,通过在各个子载波处选用合理的信号星座图来实现对峰值均值功率比(PAPR)的抑制。由于算法不改变现有OFDM系统的实现结构,在不影响OFDM中其它信号处理性能的条件下,仿真表明算法能有效地降低系统的峰值均值功率比。     

一种基于非正交信道的分布式中继选择及功率分配方法

针对非正交两跳多中继协作通信系统中的分布式中继选择问题,提出了一种基于非正 交信道的中继选择准则,简化了系统的设计。分析了其误码率性能,给出了其解析表达式 和以总功率为约束条件下的最优功率分配方案。仿真结果表明,最佳中继选择准则明显优于 传统的中继选择准则,且在最优功率分配方案下,可以获得明显的分集增益,系统的误码率 显著下降。