复杂信道中的多载波并行组合扩频通信技术研究

为了提高并行组合扩频的频带利用率和信息传输速率,提出差分多相多载波并行组合扩频（DMP-PCSS-OFDM）通信系统、位置码多载波并行组合扩频（PC-PCSS-OFDM）通信系统、差分多相位置码多载波并行组合扩频（DMP-PC-PCSS-OFDM）通信系统,并对其进行建模。将发送端的输出信号通过加性高斯白噪声（AWGN）,多径效应和电磁干扰的复杂信道环境,在接收端对接收信号的误码率性能进行仿真分析,并与同条件的单载波通信系统作出对比。在MATLAB中仿真显示,几种多载波并行组合扩频通信系统（MC-PCSS）在AWGN,多径效应以及单音干扰的信道环境中误码率普遍低于其对应的单载波并行组合扩频通信系统（SC-PCSS）;但对于多音干扰,随着干扰频点的不断增加,SC-PCSS的系统性能逐渐好转,甚至超过MC-PCSS。     

跟踪干扰对跳频通信性能影响

针对跳频通信中跟踪干扰的问题,分析了跟踪干扰及其对应的干扰椭圆,结合跳频信号的数学模型建立了跟踪干扰的数学模型;在调制方式为M FSK的情况下,给出了跟踪干扰对FH-MFSK通信系统的误码率性能。仿真结果表明,当跳频通信系统遭受跟踪干扰时,系统的误码率升高,抗干扰性能下降明显,而采用多进制频移键控调制可以提高系统的抗跟踪干扰能力;最后给出了抗跟踪干扰的一些措施。     

多序列跳频在AWGN信道下抗部分频带干扰分析

常规跳频易受跟踪干扰影响,用信道表示信息的多序列跳频系统,具有良好的抗跟踪干扰性能。为检验多序列跳频在非跟踪型干扰下的通信效果,建立了多序列跳频在AWGN信道下的传输模型,分析了多序列跳频抗干扰的原理,研究了噪声环境对多序列跳频抗部分频带干扰性能的影响。理论分析和仿真结果表明,多序列跳频在信噪比为15 dB～30 dB且为最坏部分频带干扰的条件下,误码率为10-5所要求的信干比低于常规跳频2.2 dB～2.31 dB,具有良好的抗部分频带干扰能力。     

FHMA/FSK系统抗干扰性能

本文把抗干扰性和多址性同时考虑进跳频通信系统的分析中,建立了统一的数学分析模型。文中着重研究了部份频带干扰环境中,一个采用FSK调制的慢跳频多址通信系统的性能,推导了误码率计算公式,给出了误码率在不同参量时的性能曲线,并讨论了在干扰存在时系统的多址用户数以及在给定多址用户数下系统的抗干扰能力等问题。     

自干扰对消误差对射频注入系统的影响

同时同频全双工技术(CCFD)应用于射频注入系统中,其射频自干扰抵消误差会对系统的误码率造成一定影响。在加性高斯白噪声信道和自干扰环境下,分析了自干扰射频抵消幅度估计误差以及相位估计误差对最小相移键控的射频注入系统误码率的影响,理论推导出了幅度估计误差与相位估计误差对误码率影响的闭合表达式。仿真结果分析表明:在相同信噪比条件下,误码率随着幅度估计误差、相位估计误差绝对值的减小而减小。对比幅度与相位估计误差,相位估计误差对系统的误码率影响较大,当载波频率为2.4 GHz,信干比为-40 dB,自干扰相位估计误差为0.05°,且不存在幅度估计误差时,系统的误码率达10~(-2)。     

卷积编码多序列跳频及抗部分频带干扰性能分析

差分跳频(DFH)中用户数据对频率选择的约束性较弱。对此提出一种卷积编码的多序列跳频(CC-MSFH)系统,无需对发送信号进行调制,长度为N的编码数据分组从一簇2N个正交跳频序列中选出某个序列,并在该序列的当前频率上发送单频信号。相比DFH,CC-MSFH保持了信号健壮性,又使发送频率受跳频序列的强约束,因此,可以采用窄带接收来抑制异频干扰。计算和分析表明,在瑞利衰落信道中,CC-MSFH能够有效对抗部分频带干扰,在小信干比下误码率明显低于DFH。     

多车通信系统中的同频电子干扰消除优化方法

在多接口多信道车联网多车通信系统中,由于车辆的自组织特性和路网网格的不均衡性,产生同频电子干扰,对电子干扰的滤波消除能提高多车通信的信道均衡性,降低误码率。传统方法采用自适应陷波方法实现同频电子干扰消除,无法在突变的载波频率下消除同频电子干扰,导致性能差的问题。提出一种基于自适应线谱增强的多车通信系统中的同频电子干扰消除优化方法。首先构建多车通信系统,引入一种信噪干扰比的观点,对同频电子干扰进行信号模型构建,根据信号比容易分离的特点,使得模型可分离性变强,结合变步长自适应线谱增强方法,实现信号的分离过滤。仿真实验结果表明,进行同频电子干扰消除抑制处理后的功率谱收敛到信号的真实频率附近,多车通信信号能从背景色噪声中有效检测出来,降低了多车通信系统的误码率,展示了较好的信道均衡和改善能力,性能优越。     

基于MA的自适应多载波并行组合扩频通信技术

为了提升多载波并行组合扩频的通信性能,将自适应技术应用于多载波并行组合扩频通信系统中,并基于边缘自适应准则（MA）,针对多载波并行组合扩频（PCSS-OFDM）通信系统和多载波差分多相并行组合扩频（DMP-PCSS-OFDM）通信系统,分别提出两种自适应通信方式。在多种多径信道环境中的仿真结果显示：在多径信道中,自适应PCSS-OFDM系统的误码率相比PCSS-OFDM系统有显著降低;自适应DMP-PCSS-OFDM系统则更适用于相干带宽较窄且衰落较深的信道中。     

分集编码FH-PSK的性能分析

影响跳频 FH 通信最严重的因素是衰落和部分频带干扰。本文分析了信道上分别存在衰落与部分频带干扰时分集编码 FH-PSK 调制方式的性能,推导了二者的误码率计算公式,给出了误码率在不同参量时的性能曲线,证明了经过分集与编码处理,FH-PSK 是一种克服衰落与部分频带干扰的有效措施。在与跳频中常用的 FH-IFSK 和 FH-DPSK 进行性能比较后,得出结论:经过一定的技术处理和解决 FH-PSK 的同步问题后,FH-PSK 可成为抗衰落和抗干扰性能较强的实用调制方式。     

基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统

针对双序列跳频(Binary-Sequence Frequency Hopping,BSFH)在对偶信道被干扰的情况下会导致通信瘫痪的缺点,提出了一种基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统。在发送端利用线性调频信号对每一跳载波进行带内扩频,接收端将解跳后的信号作分数阶傅里叶变换,然后通过抽样判决得到发端信息。构建了相应的系统模型,推导了其在跟踪干扰和部分频带干扰下的误码率数学表达式。理论和仿真结果表明:在最坏跟踪干扰下,该系统比BSFH约有5 dB以上的性能增益;在部分频带干扰下,达到相同误码率时所需的信干比,改进方法比BSFH低约4 dB。     

Anti-follower jamming wide gap multi-pattern frequency hopping communication method

This paper deals with the follower jamming (FJ) resistance for the frequency hopping (FH) communication system over additive white Gaussian noise (AWGN) channel. Conventional FH systems are susceptible to be jammed by FJ, and multi-pattern frequency hopping (MPFH) has good resistance to FJ. To further improve the FJ rejection capability of MPFH, we propose a wide gap multi-pattern frequency hopping (WGMPFH) scheme. WGMPFH uses channels to represent messages, and the data channel and complementary channel are hopping on orthogonal frequency slots according to wide gap FH patterns. The transmitted signal lures FJ to aim at the data channel and the complementary channel is away from FJ by adopting wide gap frequency patterns. FJ does not affect the complementary channel but increases the signal energy in the data channel, thus the effect of FJ is reduced. Its bit error rate (BER) is derived under FJ and the effects of three FJ parameters (tracking success probability, jamming duration ratio and jamming bandwidth ratio) on the BER performance of WGMPFH are investigated versus the conventional FH/BFSK and MPFH system. Numerical and simulation results show that when under the worst-case FJ, the proposed WGMPFH outperforms the MPFH by about 1–3 dB and outperforms the conventional FH/BFSK by more than 4 dB. The proposed WGMPFH shows superior jamming rejection performance under FJ especially in severe signal-to-jamming ratio (SJR).     

MFSK/FFH系统分集合并算法性能对比研究

推导了部分频带干扰最佳干扰系数表达式并进行了仿真验证,描述了多进制频移键控/快跳频(MFSK/FFH)系统、衰落信道和分集合并算法模型,在最坏部分频带干扰和衰落信道下,仿真对比了MFSK/FFH系统采用线性分集合并、限幅线性分集合并、自归一分集合并、排序统计自归一分集合并、乘积分集合并5种分集合并算法时的误码率性能,结果表明:在最坏部分频带干扰和衰落信道下,线性合并性能较差,其他4种算法性能较为相似,Rayleigh衰落信道中排序统计自归一分集合并和乘积分集合并算法性能最优。     

差分跳频通信抗干扰效能分析

差分跳频通信系统是一种全面基于数字信号处理的全新概念的通信系统,其技术体制和原理与常规跳频完全不同。差分跳频已成为当前短波保密通信的一个重要发展方向,因此其抗干扰性能尤其引起人们的关注。由于差分跳频通信系统特殊的通信机理,其抗干扰效能完全不同于常规跳频通信系统。鉴于此,在对差分跳频通信原理研究基础上,重点分析了差分跳频通信系统对同频干扰及异频干扰的抗干扰效能,并通过计算机仿真对相应结论进行了验证,可为差分跳频通信的进一步发展提供相关理论基础与技术借鉴。     

邻频干扰对跳频GMSK接收机的性能影响分析

在考虑跳频系统中系统用户数、可用频点数、信道参数和环境噪声因素的条件下,重点研究邻频干扰(ACI)对跳频系统典型GMSK接收机误码率(BER)性能的影响。研究了GMSK非相干平方律接收结构和包络检波接收结构,通过分析接收信号经过各接收单元的变化,得出判决信号的解析表达式;通过分析判决信号的概率密度函数和特征函数,推导得出跳频系统在ACI影响下的系统BER公式。仿真结果表明,该理论能够评估ACI对跳频系统典型GMSK接收机的BER性能影响。     

基于Butterworth分布的跳频信号参数估计

能够有效地估计接收到的跳频信号参数是干扰跳频通信的关键。针对接收到的未知任何先验参数的跳频信号,提出了一种基于Butterworth分布的跳频信号参数估计算法。由于Butterworth分布具有较好的时频聚集性和抑制交叉项性能,该算法能够在低信噪比条件下有效提取并估计出跳频信号的跳频周期、跳变时刻和跳频频率。仿真结果证明了该算法对跳频信号参数估计的有效性。     

变速跳频通信抗跟踪干扰性能的研究

针对常规跳频通信抗跟踪干扰能力差的问题,分析跟踪干扰原理,提出变速跳频通信。建立数学模型,在干扰容限、压制比和追踪概率方面进行理论分析,分析变速跳频通信抗跟踪干扰对误码率的性能,并用MATLAB进行仿真验证。     

对卫星通信链路干扰仿真分析

研究通过地基大功率干扰机干扰卫星通信上行链路,通过无人机干扰卫星通信的下行链路。通过载噪比和误码率对卫星通信链路的性能进行分析,对地基干扰大功率机干扰卫星通信上行链路进行了仿真分析,研究干扰机布放数量、干扰功率、干扰频率、通信数据传输速率和调制方式等因素对干扰效果的影响,并对无人机干扰卫星通信的下行链路进行了仿真分析,得出无人机和地基干扰机干扰卫星通信的一些作战使用结论。     

脉冲噪声环境下无线通信系统性能研究

针对基于高斯噪声的无线通信系统无法适应脉冲噪声的情况,以α稳定分布作为脉冲噪声模型,根据模型统计特性,经过理论分析给出了脉冲噪声条件下2ASK的误码特性计算方法,并通过仿真实验验证了该方法的正确性.仿真表明,在混合信噪比较低(MSNR10dB)的情况下脉冲噪声的影响并不明显,接近于高斯噪声,而在较高混合信噪比(MSNR11dB)情况下脉冲噪声使系统的误码率急剧增加,对通信质量造成严重破坏.     

自适应均衡器非维纳效应的仿真研究

窄带干扰条件下,自适应滤波器产生非维纳效应。在分析非维纳效应产生机理的基础上,详细仿真研究了强单音干扰条件下,自适应均衡器的收敛和跟踪性能。通过研究得出了一些新的结论:多径和干扰的功率严重影响自适应均衡器的收敛速度,而干扰的频率对收敛速度几乎没有影响;固定的强单音干扰对自适应滤波器的信道跟踪性能影响较小;慢变的强单音干扰对跟踪性能影响较小,快变的单音干扰将对跟踪性能造成严重影响。