双向多中继协同通信系统的性能分析

针对频率非选择性瑞利衰落信道,研究了双向多中继协同通信模型的系统性能。首先,基于模型的信号传输过程分析了系统的信道容量;然后,根据接收信噪比的累积分布函数推导了系统中断概率的闭合上界表达式;进一步在MPSK调制方式下,通过计算在高信噪比条件下的矩母函数,推导了平均误码率的闭合表达式。仿真结果验证了理论推导的正确性,并且表明双向多中继模型的中断概率和平均误码率两项性能指标都优于双向单中继模型。     

FQPSK-KF的调制特性与信道性能分析

研究了FQPSK—KF的调制特性，理论推导了其包络特性，仿真计算了其功率谱密度（PSD），并与一些常见调制方式进行了比较；然后在卫星数传信道的基础上，通过建立不同的信道模型，对这一调制方式的调制性能进行分析比较，结果表明这一调制方式具有一定的应用前景。     

基于对消解调的时相调制误码率分析

以二进制为例,从对消解调的角度,导出了时相调制(TPM)信号在加性白高斯噪声信道下的 误码率解析表达式。可以发现：TPM信号误码率与码元突变后的波形持续时间成反比,即相 同信噪比条件下持续时间越长则误码率越小。通过对比判决统计量,可以发现对消解调是相 关解调的简洁实现方式。仿真结果验证了上述理论推导。其结论可为进一步分析时相调制的 其他解调方法性能提供参照和依据。     

码分多址系统中多速率方案的分析和比较

本文讨论了直接序列－码分多址（ＤＳ－ＣＤＭＡ）系统中的几种多速率方案，分别分析了它们在加性白高斯噪声和多径瑞利衰落条件下的性能。对这几种方案在瑞利衰落信道下的性能做了仿真，结果表明，多扩频增益方案与多信道方案性能接近，多调制方案在信息速率较高时，性能不如其它方案。     

ACM技术在卫星通信IP网互联中的应用

自适应编码调制(ACM)技术根据信噪比自适应改变编码和调制方式,可将链路余量自动转换为链路传输能力,从而提高无线信道的频谱利用率。为解决卫星通信中IP化传输对电路带宽需求增加的问题,提出了应用自适应编码调制技术进行IP网互联的方案,通过对DVB-S2_ACM与VersaFEC_ACM两种不同技术的性能比较,分析了VersaFEC_ACM技术在岸船卫星通信IP网互联中应用的可行性及工作过程。链路计算与性能比较结果表明,该技术的应用可使岸船间原有的1 024 kb/s电路带宽利用率提高95%,同时抗信道衰落的余量提高6 dB,能够提高卫星通信资源利用率和系统可用度。研究结果可为后续工程应用提供参考。     

离散信道信道容量的计算

信道容量的计算是信道研究的核心,据此对信道容量定义和特性进行了探讨,并研究了三种特殊离散信道的信道容量计算方法,有对称离散信道、强对称离散信道和准对称离散信道,并对三种信道容量计算方法进行了区分与比较。最后介绍了一般离散信道的信道容量计算方法。     

基于相控阵天线的空分复用技术及其容量分析

无人机中继下行方式大多为时分复用（Time Division Multiplexing,TDM）。在TDM以时间资源划分用户的基础上,吸收现有的多波束通信系统的思想,利用相控阵天线技术引入空间资源,提出了一种基于点波束指向逐包快速调整的空分复用(Space Division Multiplexing,SDM)技术。该SDM技术根据数据包的目的地址实时调整点波束天线的指向,在所有波束使用相同频率、相同带宽、相同调制方式的情况下,中心站利用数量较少的波束与大量用户站的通信。在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道下,通过计算和仿真分析验证了新型的SDM下行方式相对于TDM下行方式能够极大提高下行的信道容量。     

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。     

一种改进的CNN端到端自编码器通信系统

针对现有端到端神经网络通信系统的泛化能力改进及自编码器优化等问题,提出了一种基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）的端到端通信系统改进方案。该方案在自编码器结构中引入一维卷积层（Conv1D）,通过对参数的重新设计,优化了网络性能。发送端采用多层Conv1D对输入序列进行特征提取,通过训练获得发送信号的最佳调制和编码方案;接收端同样采用多层Conv1D,来恢复受到噪声污染的符号。仿真实验表明,在不同输入比特长度及编码速率条件下,所提系统表现出了良好的泛化能力。并且,在加性高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下,训练模型的误码性能与传统的调制方式性能相吻合,验证了系统方案的可行性和有效性。此外,对于数字传输常见的突发信道,所提方案具有良好的适应性,可获得1 dB左右误码性能的改善。     

接收功率受限下的信道容量研究

基于频谱共享模型,应用拉格朗日极值定理和注水算法,得出在频谱共享中接收功率 受限的情况下对称信道感知和非对称信道感知下认知用户信道容量的关系式,并分析了主 用户个数对认知用户信道容量的影响。仿真结果表明在相同平均信噪比下,瑞利衰落信道的 信道容量最大,而信噪比越小差别越明显。     

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。     

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%。     

多波束移动卫星系统的自适应开环预编码方法

对于卫星移动通信系统,由于卫星与地面终端之间的相对运动以及星地间传输延迟,传统的基于理想信道信息的预编码方法是不适用的。针对这一问题,提出了一种基于开环信道估计的预编码方法。卫星端利用开环获取的部分信道信息实现多波束联合预编码,并导出了系统传输速率的闭合解析表达式。此外,为了克服强干扰环境下多波束预编码系统性能恶化问题,提出了一种自适应预编码传输方法。卫星发射机依据开环获得的慢时变用户位置信道信息和信道统计量信息,自适应地选择预编码方法或传统频率复用方法,实现最优的系统性能。理论分析和仿真结果表明,与传统的干扰抑制方法相比,所提方法能实现更优的系统性能,同时也克服了传统预编码方法的局限性。     

突发通信中基于叠加训练的信道估计方案

针对无线突发通信中频带利用率低、信道参数获取困难等问题,提出了一种应用于突 发通信的叠加训练信道估计与检测方案。该方案将信息和训练叠加发送,通过预失真发送信 息符号使得训练与信息在频域正交,收端采用一阶统计信道估计和最大似然符号检测,并设 计了抗直流干扰的信道估计方案。仿真表明,新方案在消除训练序列的频带开销的情况下获 得了较好的信道估计和符号检测性能,与采用时分复用训练的方案相比,其有效吞吐率更优 。     

群时延失真对扩频通信性能影响的仿真与分析

首先简要介绍了卫星通信中扩频系统的基本模型和表达式，给出了系统在失真信道中进行计算机仿真的基本模型。然后，利用通信系统仿真软件包ACOLADE，建立了扩频系统在群时延失真信道中的仿真模型，建立了群时延失真信道模型，进行了QPSK、QPSK＋DS、QPSK＋FH等体制在群时延失真信道的特性仿_真分析，最后得出了一些有一定参考价值的分析结果。     

一种新颖的无人机编队拓扑形成与信道接入机制

针对全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）高精度相对定位的无人机编队飞行应用中的信息交互与通信时延问题，首先优化设计了编队飞行网络拓扑，实现所有成员的信息交互且通信代价最小；其次，基于优化设计的网络，提出一种新的通信信道接入机制；最后对16机编队飞行场景进行了仿真分析，评估通信网络及相对定位性能。结果表明，编队成员端到端通信时延小于20 ms，且当通信与载波相位差分处理的总时延小于相对位置感知时间间隔时，相对位置感知精度可达到亚分米级，且感知误差与时延和载体运动状态相关。     

LoRa调制技术及解调算法

LoRa是目前工业界大力推广的一种低功耗广域网技术（LPWAN）技术，但其中的核心调制技术专利由美国Semtech公司拥有，其技术细节没有被公开。基于此，针对LoRa的调制解调技术原理进行详细的数学描述，并给出了具体的调制解调算法。同时，对LoRa调制的性能进行了高斯白噪声信道及多径衰落信道下的仿真比较，仿真结果验证了LoRa调制技术在低速远距离通信场景中的优越性。     

一种用于补偿卫星通信信道记忆非线性的数字基带预失真技术

研究了卫星通信系统中记忆非线性信道的自适应数字基带预失真线性化技术，提出了一种基于记忆多项式的非直接学习结构的自适应基带预失真方案，给出了自适鹰算法。仿真结果表明，该方案能有效抑制带外频谱扩散，减小带内失真，降低误比特率，实现卫星通信系统中记忆非线性失真的自适应预失真。     

移动通信室内外空间几何信道模型的分析与比较

针对频率非选择性无线多径衰落信道,基于室外通信环境下的空 心圆模型,提出了一种改进的适应于室内通信环境的空心圆模型。通过推导接收信号的空时 联合分布以及边缘分布概率密度函数,分析和比较了两种空心圆几何信道模型的空时统计特 性。通过空心圆的空心率以及收发机间距的信道参数变化,仿真结果阐明了空心圆模型在圆 盘模型和圆环模型之间过渡的变化机理,以及不同无线通信环境下的信道信息。