60 GHz芯片间无线互连系统中的Rake接收性能

在60 GHz芯片间无线互连信道中存在着多径干扰问题,采用Rake接收是提高系统性能的重要手段。针对脉冲超宽带（IR-UWB）的芯片间无线互连系统,分析了多径信道下Rake接收机的误码性能。在IEEE 802.15.3c信道模型基础上,对不同分支数以及不同合并方案下的选择Rake（S-Rake）和部分Rake（P-Rake）接收机误码性能进行了研究。仿真结果表明采用支路数为2的P-Rake在数据速率为10 Gb/s时仍具有良好的抗多径性能,这为芯片间无线互连系统的Rake接收方案提供了技术参考。     

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。     

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。     

基于相关信道统计的有限速率反馈波束形成

针对实际MIMO系统无线信道存在的空域相关性,提出了一种基于 相关信道统计的改进算法。基于此算法,并采用随机码本量化信道信息形成一种新波束形成 方案,它只需要有限速率反馈部分信道信息,可以同时获得系统多用户分集增益和阵列增益 ,解决了常规波束形成需要大量信道反馈信息和相干波束形成系统性能对信道瞬时变化信息 敏感的问题。仿真结果表明,提出方案在相关信道下相当有效,其性能超过常规波束形成, 即使在有限反馈限制条件下,其性能亦接近相干机会波束的性能,仅有0.2 bit/s·Hz -1的性能损失。     

基于LEO增强的COMPASS系统设计及性能分析

针对COMPASS系统的PNT(Position, Navigation, and Timing)性 能在全球不均匀的现状,提出采用48星极轨或玫瑰星座的LEO(Low Earth Orbit)通信卫星对 COMPASS系统进行性能增强的方案,并对其覆盖性能及各纬度带的平均覆盖仰角进行分析。 在此基础上,研究并探讨了LEO星座通信卫星增强的导航系统组成和原理,并以位置精度因 子和可见卫星数为指标,对比分析两类LEO星座增强下的导航系统性能。     

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。     

用于直接序列扩频系统的信道估计算法及改良

对于无线通信接收机设计说，信道估计单元一直是一个关键的模块。在WLAN（无线局域网）接收机的设计中，室内环境下无线信道的复杂性和不可预测性成为系统研究和分析的焦点。如何获得精确的信道估计，从而计算出准确的Rake接收机和均衡器的抽头系数，是关系着整个系统性能的重要因素。介绍了传统信道估计的方法和过程，并针对其缺点展开讨论，并提出了两种改良的信道估计算法。该算法能够大大地缩小估计误差，提高系统性能。     

双选信道下的CPM-FMT联合调制

为了提高双选择性衰落信道下滤波多音（FMT）多载波系统的性能,从子载波调制角度出发,提出了一种连续相位调制-滤波多音（CPM-FMT）联合调制方法。该方法首先将比特数据流串并转换后进行CPM映射,接着对映射后的信号进行重组,然后进行FMT调制。在接收端首先将接收的信号进行FMT解调并进行逆重组,然后进行CPM解映射恢复出比特数据流。实验结果表明,CPM-FMT联合调制方法优于传统调制的QPSK-FMT方法,在误码率为10-3时,白噪声信道下性能最大提高了10 dB,时间频率双选择性衰落信道下性能提高了5 dB,同时该方法对多谱勒频偏具有良好的稳健性。这表明CPM-FMT方法能显著提高FMT系统在双选择性衰落信道下的性能,可应用于高速移动环境下的宽带无线传输系统。     

一种改进的不限重传次数的HARQ重传方案

为了保证数据在无线衰落信道条件下的可靠传输,产生了联合前向纠错编码(FEC)与自动请求重传(ARQ)的混合ARQ(HARQ)技术。HARQ有多种重传方案,本文针对HARQ的无限次重传方案进行了研究,提出了一种改进的基于RCPT码的HARQ重传方案,并分别与传统RCPT-HARQ方案在瑞利快衰落、慢衰落信道下进行仿真比较,仿真结果显示出改进方案在慢衰落信道条件下获得了更高的通过率。     

X/Ka频段遥感卫星地面接收信道便携式测试系统设计

为解决X/Ka信道在建设和运行维护过程中测试设备笨重、功能单一、设备操作复杂、工作状态无法获取等弊端,通过优化中频与射频链路方案、小型化与多功能集成设计、集中监控与射频线缆供电等方式,设计了一种便携式X/Ka频段遥感卫星接收信道测试系统,实现了1 GHz宽带X/Ka卫星数据地面接收系统射频（7.9～8.9 GHz、18～20 GHz、25～27.5 GHz 3个频段,有线或无线）、中频环路的调试和测试（1.2 GHz、1.5 GHz 2个频段）及信道的测试系统的集中监控、高阶调制、多种编码、多普勒仿真、噪声源添加等功能,极大地方便了现场或野外测试应用。     

一种适用于低轨星载通信侦察系统的解调方法

介绍了低轨星载通信侦察的特点,针对侦察中多普勒变化率相对信号带宽较大时传 统技术无法跟踪和解调PSK信号的问题,提出一种基于改进的三阶锁相环的解调方法和实现 途径,并使用该方法研制了解调软件,在实际工程中进行了成功应用,满足了低轨卫星侦 察系统对该类信号解调的需求。     

适合中国的卫星通信组网的星座方案

针对我国地域分布的实际情况及通信业务量各时段的差异，提出适合中国的卫星无线光通信系统星座方案，利用3颗中轨卫星和16颗低轨卫星组成的通信系统能够覆盖我国区域，满足通信要求。     

低轨LTE卫星随机接入前导设计及检测算法研究

针对低轨卫星环境中的较广波束覆盖范围和较大多普勒频移的特点,研究了能够应用于低轨LTE（Long Term Evolution）卫星移动通信中的随机接入前导及其检测算法。首先,提出多根长序列（MRLS）,该序列通过级联多个根序列号不同的短ZC（Zadoff-Chu）根序列构建,可以支持一步定时提前估计;其次,提出一种基于MRLS的随机接入前导检测算法,该算法通过相邻短ZC根序列的共轭相乘产生多个检测序列,再与多个待检序列进行联合差分相关检测,克服了整数倍和小数倍子载波间隔的多普勒频移的影响。仿真结果表明,利用MRLS序列,所提算法对载波频率偏移具有很好的鲁棒性,适用于基于LTE的低轨卫星移动通信系统。     

基于小卫星中继的远程通信方案

为满足远程局部战场的通信需求，提出了一种以小卫星为中继的远程通信方案。在 分析远程通信系统组成和工作原理的基础上，综合考虑环境因素推算了小卫星轨道参数，构 建了具备通信中继功能的中椭圆回归轨道小卫星星座，实现了战机-作战指挥中心通信功能 ，通过STK软件建立了基于小卫星中继的远程通信覆盖模型。仿真结果表明，该方案对指定 战区的平均覆盖率为9969%，作战指挥中心与战机的可连接时间达到98.26%。     

直升机卫星通信系统信道模拟与通信实现

针对直升机卫星通信系统中直升机旋翼对通信信道造成的周期性衰落问题,采用射频收发器AD9361模拟了信道周期性衰落模型,基于此模型在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)上优化并实现了缝隙检测算法。根据信道衰落模型和缝隙检测算法及数据链路速率和带宽的要求,提出了一套直升机卫星通信系统可靠通信方案,即前向链路采用重发和分集接收及短码LDPC编码技术,返向链路根据前向链路缝隙检测的结果在无遮挡缝隙采用突发通信和长码低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)编码技术,实现可靠通信。系统测试结果表明,该方案不受直升机机型限制,系统可在40%遮挡率下实现前向链路25.6 kb/s和返向链路4 Mb/s速率下的可靠通信。     

海事卫星通信系统VoIP技术的应用分析

随着VoIP技术的发展,VoIP技术结合卫星通信网络的应用越来越广泛。Inmarsat卫星系统是地球同步轨道系统,网络传播时延大,卫星VoIP电话的语音通信是否可行值得研究。结合VoIP关键技术和海事卫星通信语音通信应用场景,探讨了基于Inmarsat卫星网络实现VoIP技术的方案,并分析出此方案下VoIP系统通话过程的单向时延为350 ms,低于ITU G.114的400 ms的要求。在实际使用环境中进行了测试和验证,结果表明,基于Inmarsat网络下实现VoIP的方案是可行的。该方案实现复杂度低,可以方便地实现Inmarsat网络与地面电话网之间的互联互通,也可以为我国自主研制的宽带卫星通信系统实现VoIP技术提供参考。     

FFT辅助的部分相关码捕获技术的实现

FFT辅助的部分相关伪码快捕方法将沿码相位-多普勒频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索,克服了多普勒频率的影响,大大缩短了PN码捕获时间,适用于中低轨卫星.文中介绍了该方法的基本原理、性能分析和实现方案.实验结果表明,在大多普勒频偏下FFT辅助的部分相关码捕获方法是一种性能优良的伪码捕获方法.     

一种高可靠性的保密野战通信系统方案

针对野战环境,特别是野战车辆对通信的需求,在总结以往通信系统设计经验的 基础上,根据现在通用的各种通信手段及未来可能大量运用的通信手段,提出了一套野战通 信系统方案。该系统方案在融合有线、无线、卫星、光纤等各种常规通信手段的基础上,增 加了具有组网灵活、保密性强等优点的激光通信手段,比以往常用的野战通信系统更具灵活 性、可靠性和保密性。分析表明,该通信系统可以适应许多野战通信的场合,有相当广泛的 实用价值。     

适用于高动态平台的TDM/FDMA+令牌环卫星混合多址接入协议

对卫星通信中比较常用的多址接入方式进行了比较,提出了一种固定分配与自由分配相结合的卫星混合多址接入协议,对指标性能进行了分析。试验结果表明,该协议具有业务接入灵活、卫星频带利用率高、系统实现简单等特点,适用于高动态平台卫星通信。研究内容对相关工程应用具有一定的参考价值。