电离层色散效应对宽带BOC信号的影响

电离层色散特性导致宽带二进制偏移载波（Binary Offset Carrier,BOC）信号的码片时域波形和相关函数曲线产生畸变，影响BOC信号完好性和跟踪性能。为了评估电离层对BOC信号传输的影响，构建了宽带BOC信号的电离层影响分析框架，分析了电离层色散效应对码片时域波形和相关特性的影响，并评估了三类典型BOC信号的带内电离层色散效应在码跟踪环路和载波跟踪环路引入的偏差。研究结果表明，电离层色散效应会导致宽带BOC信号时域码片实部和虚部边缘产生抖动现象，色散信号与标准信号间的互相关函数会产生明显的相关损耗；在电离层活跃期间，电离层色散效应在码跟踪与载波相位跟踪中均引入明显的鉴别误差。该结果对BOC信号的电离层误差的评估与校正有一定的参考意义。     

四相鉴频器辅助的高动态BOC信号载波跟踪

叉积鉴频器的输出频率范围比较窄,捕获信号以后的多普勒频偏可能不在其跟踪范围内。针对此问题,提出了使用四相鉴频器（FQFD）算法辅助已经成型的二阶锁频环加三阶锁相环模型。首先,利用四相鉴频器的非线性特性将接收信号频偏大步长牵引到较低范围,然后使用锁频环消除其大部分动态性,最后利用锁相环跟踪精度高的特点实现高动态二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)信号载波的快速准确跟踪。在分析各跟踪模块算法的基础上,讨论了其本身的热噪声误差、动态适应力以及最优带宽等相关问题,理论分析和仿真结果验证了该方法比原有跟踪算法提高了300 Hz左右的鉴频范围,并且跟踪效果良好。     

基于GP分布拟合检验的BPSK/QPSK信号调制识别

针对二进制相移健控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)/正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)相位编码信号的调制识别问题,提出了一种基于广义帕雷托(General Pareto,GP)分布拟合优度检验的识别算法。基于极值分布理论,利用观测信号的平方幅度谱构建其超阈值序列,通过检验超阈值序列的分布是否近似服从GP-I分布来实现对BPSK/QPSK调制方式的分类识别。在不同条件下,大量仿真结果证明了所提算法的有效性,并且和已有的调制信号识别算法相比,所提算法具有更好的识别性能。     

一种宽频带可配置数字射频调制的实现方法

针对航空电子系统能力提升和体积重量功耗的矛盾，提出了一种宽频带可配置数字射频调制的设计与实现方法，使用数字信号处理的方法实现调制和上变频，将数字化推进到天线接口单元。首先，对比分析了3种发射信道的实现架构；其次，基于数字射频调制信道架构设计了宽频带可配置发射信道；然后,针对宽频带可配置数字射频调制在实现过程遇到的问题，一一给出了解决方法，即N次谐波调制技术、多相采样降速技术、最优本振选择方法。实现结果表明，相比传统二次发射信号的产生方案，本设计能够产生高质量的射频发射信号，幅度误差仅为1.7%RMS(Percent Root Mean Square)，相位误差小于1°，误差向量幅度(EVM)仅为2.345%RMS，并具有宽频带优良的谐杂波抑制能力。     

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%。     

ofcdm和mc-cdma在快衰落信道下的性能比较

第四代移动通信的目标是应用先进的技术来提供极高速的无线数据传输,尤其是在下行信道.本文讨论了正交额分码分复用(ofcdm)系统和多载波码分多址(mc-cdma)系统在快衰落信道下,在不同的调制方式下的ber性能比较,最后得出仿真结果.     

利用伪随机码相关性实现泄漏抑制

伪随机码调制连续波雷达，容易在小的峰值功率条件下获得大的信号能力，同时宽带信号连续波雷达属于低截获概率雷达，具有良好的战场上的生存能力。但是，由于连续波雷达接收、发射天线相距很近或者共用一个天线，且采用连续收和连续发的工作方式．因此发射信号对接收通道的“泄漏”比较严重。本文利用伪随机码的相关特性，来实现泄漏信号的抑制，并在不同频率上做了专题实验．得出在低中频上实现泄漏信号的抑制比较理想。     

差分空间调制中的非恒模调制方法

差分空间调制(DSM)由于不依靠信道状态信息(CSI)而备受关注。传统的DSM采用了恒模调制的方法，例如相移键控(PSK)，但是在高速传输时PSK对星座图的空间自由度利用很低。针对该问题提出了一种DSM系统中的非恒模调制方法，通过对发射信号做相关预编码处理，使之消除非恒模调制在DSM系统中存在的幅度迭代问题。除此之外，为了使之可以体现分集增益，通过减小传输速率来达到满分集增益，并且加入一个功率均衡项来使该系统可以利用非恒模调制。仿真结果表明所提算法随着信噪比的提高，性能会逐渐优于PSK。     

MQAM-WPM-FH多载波跳频通信系统误码率性能分析

为了分析多进制正交幅度调制(MQAM)映射方式、小波滤波器长度和小波包树结构对小波包跳频通信系统（WPM-FH）的影响,首先利用多进制幅移键控(MASK)和MQAM之间的关系,推导了MQAM-WPM-FH系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道中的误码率理论公式,分析了不同小波滤波器长度和小波包树结构对WPM-FH系统的影响。理论分析和仿真结果表明,与正交频分复用跳频（OFDM-FH）系统相比,MQAM-WPM-FH系统具有较高频带利用率和较好的性能;在给定带宽下,通过增大MQAM数据映射中的星座点数M和小波滤波器长度L,可以有效降低多址干扰(MAI)对系统的干扰;AWGN信道下,不同的小波包树结构对跳频系统的性能影响较小,但小波包调制结构的多样性可以提高系统的安全性。     

航天电子设备信道综合利用概述

本文概述航天电子设备信道综合利用,着重讨论信道载频选择、调制信号形式(包括调制方式、调制频率和调制指数)的选择。根据这些选择方法,利用航天飞行器里的转发器的信道,传输测速、测距、遥控和测遥等信息。     

新型船舶自动识别系统设计及其同步算法分析

为了提高船舶自动识别系统（AIS）的容量，提出了基于正交频分复用技术（OFDM）的新型AIS系统设计方案。新系统设计主要包括系统参数设计、系统帧结构设计。新系统链路容量和信道传输速率均较传统AIS系统提高了6倍，实现了频域资源的有效利用。该系统对符号定时偏差和载波频率偏差特别敏感，因此对接收信号的同步处理必不可少，在设计的新系统基础之上提出了一种新的盲估计算法，利用包含在循环前缀内的冗余信息，在多径信道信息未知的情况下，直接通过对接收信号做相关构造一个归一化的相关特性函数，通过此函数可得到符号时延位置和多径信道长度，进而得到载波频率偏差。仿真结果表明在多径信道下该算法也具有较好的性能。     

基于伪相关函数的cosine-BOC调制信号无模糊跟踪算法

针对余弦二进制偏移载波（cosine-BOC）调制信号自相关函数的多峰特性会导致导航接收机同步阶段产生跟踪模糊度问题，提出了一种基于伪相关函数（PCF）的cosine-BOC调制信号无模糊跟踪算法。该算法通过分析cosine-BOC信号的时域模型，在本地设计两路辅助信号波形，与接收到的cosine-BOC信号进行相关运算，再将得到的两互相关函数利用伪相关函数表达式进行组合，从而消除cosine-BOC信号自相关函数的边峰。仿真结果表明，该算法能够消除cosine-BOC信号鉴相曲线中存在的误锁点，实现伪码无模糊跟踪，提高跟踪可靠性，且该算法适用于任意阶数的cosine-BOC信号。     

多径环境下TDDM-BOC信号伪码周期估计

针对低信噪比下存在多径效应的时分数据调制二进制偏移载波(TDDM-BOC)调制信号的伪码周期估计难题,提出了一种基于二次谱的TDDM-BOC信号伪码周期估计算法。该算法首先推导出多径环境下TDDM-BOC信号模型,然后求出多径TDDM-BOC信号的功率谱,再求其二次谱,最后通过检测二次谱的尖峰脉冲间的间距得到多径环境下TDDM-BOC信号的伪码周期。实验过程中采用累加平均的方法可以达到降噪和精确估计的目的。仿真结果表明：该算法能够在多径环境下对TDDM-BOC信号伪码周期进行有效估计,且估计性能与多径环境有密切关系,这为今后我国“北斗”导航接收设备的开发提供了一定的理论参考。     

IEEE802.16a单载波频域均衡方案的仿真

研究了IEEE802.16a宽带无线接入系统的单载波频域均衡(SC-FDE)方案,建立了完整的802.16a单载波频域均衡系统仿真平台,研究了SC-FDE系统的频域均衡、编码和分集增益.仿真结果表明,将SC-FDE系统与判决反馈均衡、信道编码或发送分集结合都能提高SC-FDE系统抗多径干扰的能力.     

甚高频ACARS通信系统物理层信号处理单元设计

通过对民航ACARS数据链通信系统物理层的深入研究,采用通用信号处理开发平台,设计 开发了DSB-AM/MSK调制解调器,引入CSMA忙闲检测及信道质量检测机制,结合实际 工程应用,实现了与国际民航电台的可靠互通,为民航ACARS通信系统的自主工程研制奠定 了基础。     

大频偏卫星扩频信号的基带处理算法的FPGA实现

多普勒频偏一直是卫星通信中不可忽视的消极因素。针对多路混叠的卫星扩频信号下变频以后所产生的大多普勒频偏,在匹配滤波结构中采取改进的部分相关算法,在基于并行导频的信道估计中根据信道状况改变估计长度,实现了大频偏下卫星扩频信号的基带处理。     

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。     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

采用TDMA和CSMA混合MAC协议的时隙调整算法

由于车联网(VANET)拓扑动态变化,车辆高速移动以及不同服务质量要求,制定媒体接入控制(MAC)协议面临巨大挑战。在控制信道间隔内采用基于TDMA和CSMA的混合接入协议是最有效的MAC协议之一。基于TDMA和CSMA的混合MAC协议(T-C-MAC)能够依据车辆环境调整TDMA帧长度,并能有效地传输非安全消息。为了提高T-C-MAC协议的性能,提出了一种基于三跳邻居信息的时隙调整(THSA) 算法。通过有效地调整车辆传输时隙,基于THSA的MAC（THSA-MAC）协议能够有效地实施广播服务,提高了安全消息传输率。实验数据表明,THSA-MAC有效地提高了安全消息传递率。     

卫星通信抗截获信号波形设计

针对卫星通信信号传输隐蔽性不高的问题，提出了一种抗截获的信号波形设计方法。采用具有循环平稳特性的大信号掩盖不具有循环平稳特性的弱信号，含有重要信息的弱信号成为大信号的背景信号，实现卫星信号的隐蔽传输。弱信号包含正常业务数据和重要数据，利用随机跳码扩频和随机跳时将两者合并的同时，可将重要数据隐藏于弱信号中，并破坏弱信号的循环平稳特性，提高重要数据传输的安全性。对信号波形仿真分析，在大信号和弱信号的功率比高于7 dB时，盲检测不到弱信号的存在，表明设计波形具有抗截获性。最后对弱信号解调性能仿真分析，表明抗截获能力提高的同时，其传输性能仍在可接受范围内。