基于车载式短波天线设计

短波通信是指利用波长为100~10m的电磁波进行的无线电通信。多年来,短波通信被广泛地用于政府、军事、外交、气象、商业等部门,用以传递语言、文字、图像、数据等信息。短波通信最大的优势就是探测距离远,并且具有不易"摧毁"的"中继系统"——电离层。电离层探测的手段有很多,而对于短波段的电离层探测,目前世界上大部分地面探测站都是固定的,这是由于短波通信的探测天线尺寸庞大,架设繁琐。小型化、便捷化的短波天线已经成为世界短波天线发展的主流方向,本论文意在设计一种快速架设、体积小、重量轻、高机动性的车载短波天线。     

舰艇短波地波通信链路计算与分析

为评估海上舰艇短波地波通信的真实能力,将短波地波传播模型与天线仿真技术相 结合,采用矩量法计算舰载鞭天线的辐射特性,并将计算的天线的方向特性、辐射效率以及 测量的驻波比特性代入短波地波传播计算模型。计算结果表明,对应不同的通信距离,存在 一个最佳工作频段。     

利用机体遮挡实现机载抗干扰通信

结合机载通信抗干扰设计的工程应用需求,分析了机体遮挡对机身前后左右典型安装位置VHF/UHF和L频段通信天线的影响程度,提出了一种当通信信号和干扰信号分别位于机身两侧时,应用机体遮挡对信号接收的抑制原理,通过选择指向通信信号一侧的左或右机翼天线实现抗干扰通信的方法。该方法仅需新增两副机翼天线和两个射频开关,具备较强的工程可实现性。仿真结果表明该方法能够有效抑制来自机身侧面干扰信号的接收,最大抑制达到35 dB,为机载通信抗干扰能力提升设计提供了新的技术途径和理论指导。     

大区域网络化应急短波通信中的频率管理方法

频率选择问题一直是制约短波通信效能提升的瓶颈问题,网络化短波通信对优质频 率选择的适用性和时效性提出了更高的要求。针对大区域网络化短波通信的频率管理和使用 需求,提出融合利用损耗模型、Chirp探测数据、Modem探测数据进行区域覆盖计算的方法, 并基于计算结果实现对区域中心站导频和业务频率的指配和动态调整功能,实现了优质频率 统管共用目的,提升了大区域网络化应急短波通信的质量和效能。     

基于信道特性分析的短波远距离地空通信

短波天波信道（时变信道）的衰落特性是影响远距离短波通信质量的主要因素,准确 分析预测短波信道传输特性是通信成功的基础。结合工程试验分析了影响短波通信质量的 诸多因素,选择最佳的通信信道,成功实现了远距离短波地空通信。分析预测-选择信道频 率-静态测试-短波通信的方法,对短波通信系统远距离通信能力考核试验具有参考价值。     

潜艇通信模拟训练系统设计及实现

从短波信道对信号传输的影响分析入手,介绍了无线电波通过媒质产生失真的原因,并对等效离散时间数学模型的结构和算法以及信道仿真的关键技术进行了分析与研究。针对综合通信训练模拟系统结构复杂、数据运算量大、实时性要求高等难题,给出了一种分布式仿真的设计方案。该方案充分利用了综合通信训练模拟系统中的计算机资源,实现了对传输信号的实时处理,能够实时模拟短波通信信道环境。     

基于ITS软件的短波频率管理系统设计

美国ITS(Institute for Telecommunication Sciences)组织开发的短波中长期频率预测软 件在全球范围内应用非常广泛。通过学 习该预测软件的工作原理和模式,结合大区域网络化应急短波通信的频率管理需求,设计开 发了具有MUF（Maximum Usable Frequency）频率预测、ALE(Automatic Link Establishmen t)扫描频率预测、频率覆盖预测、台站选址预测、工作频率性能预 测等5种功能的短波频率管理系统,该系统可结合各种探测数据进行频率规划和动态调整。 实际应用表明,该系统可极大改善和提高短波通信链路的选频质量。     

基于传播损耗的短波自适应快速建链

针对短波电台实际使用中自适应通信建链时间过长的缺点，通过构建短波天波传播模型，实时计算传播损耗，用基于传播损耗的信道优选方法进行快速自适应建链，并在西安、兰州和延安短波台站之间进行建链测试。实测结果表明，基于传播损耗的方法与线路质量分析（ LQA）方法比较，前者能在平均话音质量基本保持不变的情况下，使平均建链时间减少约一半，实时性更好，有利于短波电台的改装和自适应通信方式的推广应用。     

数字化短波调制解调器设计

为了实现高速、可靠、易于实现的数字化短波通信,提出了一种基于通用计算机的调制解调器设计方案。为了实现高可靠性的数字短波信号传输,搭建了用户端到用户端的转换平台设计,其中,模拟短波电台提供系统收发天线,使用计算机声卡实现数字信号与音频之间的数模/模数互转,使用计算机处理器（CPU）调制解调。根据短波通信功率受限的特点,使用恒包络调制——高斯最小频移键控（GMSK）作为调制方式。为了实现快速准确的时间同步,设计了一种多训练序列分段插入的帧结构方案。计算机仿真和实测结果表明,该调制解调器在信噪比15 dB下可达到10-5的误比特率,实现可靠短波通信。     

一种基于信道信息修正的解码后合并算法

远距离短波通信过程复杂,接收信号相位、幅度都发生剧烈变化。为提高远距离短波 通信性能,采用本土多台站构成宏分集,结合最大比合并方法性能最优和解码后合并方法实 现简单的优点,对两种方法进行折衷,提出了一种基于信道信息修正的解码后合并方法,并 对其性能进行理论分析和仿真实现。仿真结果表明,在误码率为10－4时,修 正后的解码后合并法比传统择多判决的方法提高了2 dB,当接收台站数大于5时,该修 正算法性能优于等增益法接近最大比法。该方法易于实现,为实际通信中合并方法的选择提 供了有效参考。     

基于OFDM随机步进频的雷达通信一体化信号模型

为了解决雷达通信一体化系统中的雷达信号与通信信号较难分离的问题,在正交频分复用(OFDM)雷达的基础上,提出了一种基于OFDM脉间随机步进频的雷达通信一体化信号模型,通过频率捷变将数据信息加载到雷达信号上,利用随机的步进频率传输数据,从而使一体化信号能同时实现雷达探测和数据通信功能,避免了信号分离。同时设计了雷达通信一体化方案,在雷达接收端,运用相关法实现一维距离成像;在通信接收端,通过带通滤波器组检测频率点解调数据。仿真实验结果表明,一体化信号能实现分米级的距离高分辨和速率为Mbit/s级的数据通信,能够满足大批量数据传输的要求。     

TD-SCDMA系统中智能天线的重复迭代自适应算法

提出一种用于TD-SCDMA系统的重复迭代自适应智能天线算法。通过在自适应算法中把阵列输入信号和作为参考信号的训练序列重复使用,可以在短训练序列情况下实现较好的收敛,提高通信系统的传输效率。对LMS算法中全训练序列重复迭代和滑动窗口重复迭代算法进行了仿真,结果表明,在有限训练序列时本算法比传统LMS算法更好地逼近最佳解。     

一种低截获卫星通信技术及其抗侦测性能分析

针对海上低截获通信应用,提出了一种低截获卫星通信技术并分析了其抗侦测性能。通过宽频带、低信息速率实现高增益扩频,系统设计上综合高工作频率、高增益天线等措施,降低卫星通信信号的功率谱密度;结合卫星链路计算,重点分析在同步轨道、低轨道电子侦察卫星侦测时的抗截获性能。理论分析和数值计算结果表明,增大扩频增益和天线增益可有效对抗同步轨道电子侦察卫星天线增益优势,对抗低轨道电子侦察卫星轨道优势,实现卫星低截获通信。     

大功率多载波发射机的新设计

多载波通信系统中,发射机因为功率器件的非线性特性,会产生 多阶交调,影响发射信号频谱质量。介绍了一种大功率多载波发射机的新设计,该设计采用 运用快速初相搜索算法优化的信号产生、带AGC的上变频器和平衡式功率放大器。理论和实 践证明,该设计兼顾信号的线性度和整机效率,对交调分量、谐杂波等有较好抑制,能获得 较好的信号频谱和较高的效率。     

基于天线选择技术的大规模下行MU-MIMO系统能效分析

为了提高大规模多用户多输入多输出(MU-MIMO)下行系统的能效,提出了一种基于发送天线选择技术的能效优化机制。首先建立了同时考虑发送功率与电路功耗的新的系统功耗模型,并基于该模型,分析了基站配置天线数目与所有接收终端用户数目对系统总功耗及能效的影响。然后通过理论推导得到了系统能效最优时的最优天线选择数目,并与使用全部天线时的系统能效进行比较。仿真结果表明,所提出的发送天线选择机制通过优化激活部分基站天线能够明显提高系统能效。在用户数为10、发送功率分别为40 W和10 W时,与使用全部天线相比,天线选择技术能够分别使得系统能效获得大约12%和78%的性能增益。     

多载频相位编码雷达通信一体化研究

为了最大程度地利用资源和减小电磁干扰,电子战平台的雷达通信一体化设计有着尤为重要的意义。针对通信中成熟应用且在雷达中有较好前景的正交多载频波形,提出直接序列扩频正交频分复用（OFDM）进行雷达通信一体化的想法。给出了实现方法,重点对该一体化信号模糊函数进行求解和分析,指出增加子载波数目信号分辨性能更佳;随机的信息流仅对模糊函数的邻道干扰项造成影响,为进一步优化一体化信号旁瓣性能提供了理论依据。最终的仿真结果和性能分析表明,该一体化信号能够实现雷达通信一体化的目的。     

高速铁路场景下环境反向散射辅助的无线传输方案

将反向散射技术引入到高铁场景的无线通信系统中，提出一种反向散射辅助无线传输方案（Backscatter Aided Wireless Transmission,BAWT），并针对BAWT和传统无线传输方案（Direct Wireless Transmission,DWT）进行了收发信机设计，包括信道估计以及信号检测。与传统无线传输方案相比，证明了在固定的火车天线和不变的轨道情况下，BAWT可以获得信道统计信息为信道估计提供助力。通过仿真对比两种方案的信道估计均方误差，BAWT方案相较DWT方案的信道估计准确性明显提高；对比BAWT、传统中继技术以及DWT方案，当信噪比为20 dB时，对应的BAWT方案和中继技术、DWT方案的误码率分别为1%和2%和12%，BAWT方案误码检测性能获得明显提升。此外，针对广域环境下的环境反向散射通信，推导了高铁场景下使用蜂窝移动通信信号作为RF信源的无线链路预算，反向散射信号在车厢内的覆盖范围内可以满足接收机的灵敏度要求，从链路预算角度论证了BAWT方案实现的可行性。     

改善系统中断速率的一种新虚拟接收天线方案

在发射分集系统中,使用虚接收天线技术将时间分集转化为虚接 收天线分集,以提高信道的秩,可以有效提高系统中断速率,这十分适用于某些需要能够在 较低的中断概率下以一定的传输速率进行通信的系统。已有的研究是将同样的数据在两个时 隙内重复发送以形成虚接收天线,而这使得传输效率下降了一半。为改善性能,提出了一种 新的虚接收天线方案,不再简单地重复发送,而用一个时隙发送前两个时隙数据的和,从而 提高传输效率。分析和仿真表明,新方案可以提供与重复发送方案相同的分集阶数,而且相 对于重复发送方案,新方案可以更有效地提高系统中断速率,并且遍历容量也相应提高。     

一个基于软件无线电的智能天线接收系统

智能天线技术是第三代移动通信中的核心技术之一,最初主要应用于雷达和军用抗干扰通信。随着软件无线电技术的发展,采用全数字处理,在基带通过对接收和发送信号的波束赋形,可以极大提高无线通信系统的容量和抗干扰能力。文中在讨论智能天线的基本原理和设计思路的基础上,提出并实现了一个适于扩频通信的智能天线接收系统。系统硬件平台的搭建以及固定波束形成的实现,为以后的软件算法的性能评估打下了基础。