ISSN 
2003年 第32卷 第5期
2003, 32(5): 473-476,529.
摘要:
基于自编码扩频在传输数字信息时能实现扩频码动态可变的现象,讨论了自编码扩频的原理、传输特性,引入等效扩频增益描述其性能变化,并针对自干扰现象提出了改进方法。通过分析和仿真表明,虽然自编码扩频的增益与经典扩频实际上相同,但是通信的隐蔽性得到了改进。
基于自编码扩频在传输数字信息时能实现扩频码动态可变的现象,讨论了自编码扩频的原理、传输特性,引入等效扩频增益描述其性能变化,并针对自干扰现象提出了改进方法。通过分析和仿真表明,虽然自编码扩频的增益与经典扩频实际上相同,但是通信的隐蔽性得到了改进。
2003, 32(5): 477-480.
摘要:
介绍了超宽带冲激无线电跳时脉冲位置调制、跳时脉冲幅度调制和直接序列超宽带三种调制方式的信号模型,重点分析和比较了三种调制信号在加性高斯白噪声信道和单频干扰下的误码率特性,并对加性高斯白噪声信道中的误码率性能进行了计算机仿真。分析与仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道中,跳时脉冲幅度调制和直接序列超宽带的误码率性能优于跳时脉冲位置调制;超宽带冲激无线电技术在信噪比条件下还具有较好的抗干扰性能。
介绍了超宽带冲激无线电跳时脉冲位置调制、跳时脉冲幅度调制和直接序列超宽带三种调制方式的信号模型,重点分析和比较了三种调制信号在加性高斯白噪声信道和单频干扰下的误码率特性,并对加性高斯白噪声信道中的误码率性能进行了计算机仿真。分析与仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道中,跳时脉冲幅度调制和直接序列超宽带的误码率性能优于跳时脉冲位置调制;超宽带冲激无线电技术在信噪比条件下还具有较好的抗干扰性能。
2003, 32(5): 481-484.
摘要:
针对目前UWB信号接收机对高采样率A/D器件的依赖给出了一种低采样率的UWB信号接收机结构。简要分析了该接收机的接收原理,以及加性白高斯信道中的接收性能,并以4路并行滤波为例,对该接收机的接收性能进行了计算机仿真。计算机仿真的误比特率结果表明,仿真结果与分析结果相近。
针对目前UWB信号接收机对高采样率A/D器件的依赖给出了一种低采样率的UWB信号接收机结构。简要分析了该接收机的接收原理,以及加性白高斯信道中的接收性能,并以4路并行滤波为例,对该接收机的接收性能进行了计算机仿真。计算机仿真的误比特率结果表明,仿真结果与分析结果相近。
2003, 32(5): 485-489.
摘要:
针对多天线正交频分复用系统空时频分组码,通过分析其成对错误概率的Chernoff边界,揭示了多径时延特征影响空时频分组码性能的根本原因,给出了在快衰落信道中空时频分组码设计方法。并在ITU-R M.1225建议的车载信道模型下,利用仿真评估了空时分组码、空频分组码和空时频分组码在快衰落信道中的性能。仿真结果表明,在快衰落信道中,空频分组码性能优于空时分组码;多径时延特征是设计适合快衰落信道中具有最大分集增益空时频分组码的关键因素。
针对多天线正交频分复用系统空时频分组码,通过分析其成对错误概率的Chernoff边界,揭示了多径时延特征影响空时频分组码性能的根本原因,给出了在快衰落信道中空时频分组码设计方法。并在ITU-R M.1225建议的车载信道模型下,利用仿真评估了空时分组码、空频分组码和空时频分组码在快衰落信道中的性能。仿真结果表明,在快衰落信道中,空频分组码性能优于空时分组码;多径时延特征是设计适合快衰落信道中具有最大分集增益空时频分组码的关键因素。
2003, 32(5): 490-494.
摘要:
在多径衰落信道下,分析了采用M-PSK的相干解调正交频分复用系统中导引符号功率对解调性能的影响,优化了导引符号与数据符号功率比,计算了不精确信道估计引起的系统性能的损失。分析和仿真结果表明,最优导引符号功率与数据符号功率之比由信噪比、多普勒频率和内插滤波器系数等因素决定。当采用最优功率比值时,为达到相同的误比特率,所需的总发射功率最小。
在多径衰落信道下,分析了采用M-PSK的相干解调正交频分复用系统中导引符号功率对解调性能的影响,优化了导引符号与数据符号功率比,计算了不精确信道估计引起的系统性能的损失。分析和仿真结果表明,最优导引符号功率与数据符号功率之比由信噪比、多普勒频率和内插滤波器系数等因素决定。当采用最优功率比值时,为达到相同的误比特率,所需的总发射功率最小。
2003, 32(5): 495-498.
摘要:
提出了一种利用PN序列进行OFDM频率估计的新方法。在多径信道中,该方法由于利用了多径信号,提高了频率估计精度。仿真结果显示,其频率估计精度能满足Rayleigh信道下中低速运动时OFDM系统的要求。优点是,当合适选择参数,频率估计范围可达十几个子载波间隔,并且频率同步估计范围和精度可以调节。
提出了一种利用PN序列进行OFDM频率估计的新方法。在多径信道中,该方法由于利用了多径信号,提高了频率估计精度。仿真结果显示,其频率估计精度能满足Rayleigh信道下中低速运动时OFDM系统的要求。优点是,当合适选择参数,频率估计范围可达十几个子载波间隔,并且频率同步估计范围和精度可以调节。
2003, 32(5): 499-502.
摘要:
在过采样条件下,分析了正交频分复用系统在不同采样率时,信号峰值平均功率比的统计特性。按Nyquist采样率均匀抽取出的采样点之间相互独立同分布,推广到过采样系数为2时,得到此时由各采样点之间相关系数构成的协方差矩阵,利用数值计算对其进行分析。结果表明:所有的采样点之间能近似满足相互独立同分布的关系,则可以得到此时信号峰值平均功率比概率分布的理论计算公式,并对此公式进行了仿真验证,其理论计算结果和实际仿真结果吻合。
在过采样条件下,分析了正交频分复用系统在不同采样率时,信号峰值平均功率比的统计特性。按Nyquist采样率均匀抽取出的采样点之间相互独立同分布,推广到过采样系数为2时,得到此时由各采样点之间相关系数构成的协方差矩阵,利用数值计算对其进行分析。结果表明:所有的采样点之间能近似满足相互独立同分布的关系,则可以得到此时信号峰值平均功率比概率分布的理论计算公式,并对此公式进行了仿真验证,其理论计算结果和实际仿真结果吻合。
2003, 32(5): 503-507.
摘要:
针对正交频分复用系统的信道时变会破坏载波间的正交性而导致载波间干扰,提出了一种分段均衡有效的载波间干扰消除方法,其优点是:当采用两段和四段均衡时,在M1225信道模型下,可分别提高接收信噪比6 dB和12 dB,且与标准的均衡方法具有相同的频谱效率。性能分析与仿真验证表明,分段均衡方法能有效地消除频率偏移与信道时变而产生的载波间干扰。
针对正交频分复用系统的信道时变会破坏载波间的正交性而导致载波间干扰,提出了一种分段均衡有效的载波间干扰消除方法,其优点是:当采用两段和四段均衡时,在M1225信道模型下,可分别提高接收信噪比6 dB和12 dB,且与标准的均衡方法具有相同的频谱效率。性能分析与仿真验证表明,分段均衡方法能有效地消除频率偏移与信道时变而产生的载波间干扰。
2003, 32(5): 508-511.
摘要:
针对OFDMA系统的特点,提出了一种按用户数据速率与信道条件进行资源调度分配算法。该算法在满足一定的公平性原则下,根据用户的信道参数与业务需求,动态分配子载波与传输时隙。同时还给出了该算法的具体实现步骤及在M.1225信道条件下的仿真结果,其结果表明:利用该资源调度算法可提高OFDMA系统的通过率近3倍。
针对OFDMA系统的特点,提出了一种按用户数据速率与信道条件进行资源调度分配算法。该算法在满足一定的公平性原则下,根据用户的信道参数与业务需求,动态分配子载波与传输时隙。同时还给出了该算法的具体实现步骤及在M.1225信道条件下的仿真结果,其结果表明:利用该资源调度算法可提高OFDMA系统的通过率近3倍。
2003, 32(5): 512-515.
摘要:
通过仿真试验对使用了逐字符和多字符频域差分检测OFDM系统的误码率性能进行了比较。结果表明:当信道的相干带宽远大于多个差分编码字符的所占带宽时,多字符频域差分检测的性能优于逐字符差分;信道的相干带宽与多个字符所占带宽比较接近时,逐字符差分检测的性能好于多字符差分检测。
通过仿真试验对使用了逐字符和多字符频域差分检测OFDM系统的误码率性能进行了比较。结果表明:当信道的相干带宽远大于多个差分编码字符的所占带宽时,多字符频域差分检测的性能优于逐字符差分;信道的相干带宽与多个字符所占带宽比较接近时,逐字符差分检测的性能好于多字符差分检测。
2003, 32(5): 516-520.
摘要:
给出了采用导引符号辅助相干解调的自适应调制正交频分复用系统模型,分析了导引符号辅助相干解调自适应调制正变频分复用系统频谱效率的定义和计算方法,并结合具体实例得到了数值结果。结果表明,在分析和计算频谱效率时,必须考虑接收端非理想信道估计和系统开销的影响,得到的结果才具有实际意义。
给出了采用导引符号辅助相干解调的自适应调制正交频分复用系统模型,分析了导引符号辅助相干解调自适应调制正变频分复用系统频谱效率的定义和计算方法,并结合具体实例得到了数值结果。结果表明,在分析和计算频谱效率时,必须考虑接收端非理想信道估计和系统开销的影响,得到的结果才具有实际意义。
2003, 32(5): 521-524.
摘要:
仿真研究了整数倍和分数倍定时误差对于预均衡OFDM系统的性能影响,结果表明:定时误差将造成解调数据的相位旋转,并导致预均衡系统性能的快速下降,其程度由系统的子载波数和误差精度等因素决定;仿真显示,在QPSK,1/3Turbo编码,90 ms交织,子载波数4 096,信道模型为ITU RM.1225车载30 km/h的条件下,每当误差增加1/16的归一化定时误差,性能下降约1 dB。
仿真研究了整数倍和分数倍定时误差对于预均衡OFDM系统的性能影响,结果表明:定时误差将造成解调数据的相位旋转,并导致预均衡系统性能的快速下降,其程度由系统的子载波数和误差精度等因素决定;仿真显示,在QPSK,1/3Turbo编码,90 ms交织,子载波数4 096,信道模型为ITU RM.1225车载30 km/h的条件下,每当误差增加1/16的归一化定时误差,性能下降约1 dB。
2003, 32(5): 525-529.
摘要:
根据差分跳频系统的特点推导并归纳了频率转移函数的构造原则和优化目标,提出了一种有效的频率转移函数构造方法,并从理论上证明了该方法在提高系统误码率和频率随机性方面的优良性能。该方法基于多维空间变换,构造频率转移函数简单方便,而且便于跳频密钥的管理和控制。
根据差分跳频系统的特点推导并归纳了频率转移函数的构造原则和优化目标,提出了一种有效的频率转移函数构造方法,并从理论上证明了该方法在提高系统误码率和频率随机性方面的优良性能。该方法基于多维空间变换,构造频率转移函数简单方便,而且便于跳频密钥的管理和控制。
2003, 32(5): 530-534.
摘要:
针对差分跳频技术提出了一种G函数的非二进制卷积编码的等效模型,给出了差分跳频信号的最佳接收机设计方法,研究了维特比硬判决和维特比较判决两种最大似然检测算法,并对在AWGN信道下的两种最大似然检测算法的性能进行了计算机仿真。仿真结果表明,接收机采用最大似然检测算法对于改善系统的性能有明显的作用,对维特比硬判决法的实现方法进行了描述。
针对差分跳频技术提出了一种G函数的非二进制卷积编码的等效模型,给出了差分跳频信号的最佳接收机设计方法,研究了维特比硬判决和维特比较判决两种最大似然检测算法,并对在AWGN信道下的两种最大似然检测算法的性能进行了计算机仿真。仿真结果表明,接收机采用最大似然检测算法对于改善系统的性能有明显的作用,对维特比硬判决法的实现方法进行了描述。
2003, 32(5): 535-540.
摘要:
提出了在宽带快速跳频通信系统中的一种基于FFT的同步信号存在性检测算法,给出了干扰环境中在频域上计算信号归一化信噪比的限幅法、相邻跳做差法、二次限幅法、限幅做差再限幅法四种方法,分别进行了理论分析、计算机仿真和性能的比较。在白噪声环境和多音干扰环境下,四种方法计算出来的归一化信噪比与理论值差别不大,误差在±3 dB内;在部分频带噪声干扰环境下,二次限幅法与限幅做差再限幅法性能基本一致,明显优于限幅法和相邻两跳做差法,改善5 dB以上,其中二次限幅法实现简单并更为实用.
提出了在宽带快速跳频通信系统中的一种基于FFT的同步信号存在性检测算法,给出了干扰环境中在频域上计算信号归一化信噪比的限幅法、相邻跳做差法、二次限幅法、限幅做差再限幅法四种方法,分别进行了理论分析、计算机仿真和性能的比较。在白噪声环境和多音干扰环境下,四种方法计算出来的归一化信噪比与理论值差别不大,误差在±3 dB内;在部分频带噪声干扰环境下,二次限幅法与限幅做差再限幅法性能基本一致,明显优于限幅法和相邻两跳做差法,改善5 dB以上,其中二次限幅法实现简单并更为实用.
2003, 32(5): 541-545.
摘要:
在对直接频率合成、锁相环频率合成和直接数字频率合成三种基本频率合成技术,以及目前常用跳频频率合成器技术方案进行简要分析和对比的基础上,提出了一种由直接数字频率合成和倍频链构成的适用于超高速跳频的频率合成器设计方案,较好地解决了在保证频率高速切换条件下达到超高速跳频频率合成器输出频谱纯度要求的技术难点,并给出了采用该方案的具体实验结果。
在对直接频率合成、锁相环频率合成和直接数字频率合成三种基本频率合成技术,以及目前常用跳频频率合成器技术方案进行简要分析和对比的基础上,提出了一种由直接数字频率合成和倍频链构成的适用于超高速跳频的频率合成器设计方案,较好地解决了在保证频率高速切换条件下达到超高速跳频频率合成器输出频谱纯度要求的技术难点,并给出了采用该方案的具体实验结果。
2003, 32(5): 546-550.
摘要:
以国内现有的运营列车广播线作为通信信道,采用软、硬件结构与设计,建立以数字语音压缩为基础的列车旅客报警及内部通信系统,确保系统的适应性与工作的稳定可靠性。该系统能在各种情况下,及时响应乘客及乘务人员发出的各种报警信息,以无线寻呼方式立即通知列车三乘人员(乘警、列车长、安检员)及乘务员进行处理;并能在列车任意编组时,组成列车内部通信系统,实现各乘务室相互间的拨号呼叫及话音通信。
以国内现有的运营列车广播线作为通信信道,采用软、硬件结构与设计,建立以数字语音压缩为基础的列车旅客报警及内部通信系统,确保系统的适应性与工作的稳定可靠性。该系统能在各种情况下,及时响应乘客及乘务人员发出的各种报警信息,以无线寻呼方式立即通知列车三乘人员(乘警、列车长、安检员)及乘务员进行处理;并能在列车任意编组时,组成列车内部通信系统,实现各乘务室相互间的拨号呼叫及话音通信。
2003, 32(5): 551-554.
摘要:
利用电离层斜向探测系统分别对三条短波路径进行了时延测试,在单模传播数据曲线拟合的基础上,计算了短波信道频率相对时延值,重点分析了电离层单模传播情况下频率相对时延与频率间隔、传播路径及工作频率的变化特征。分析表明短波跳频系统在单模工作时,中午时段的频率相对时延最大,跳频频点间隔越小、路径越大频率相对时延的影响越小。
利用电离层斜向探测系统分别对三条短波路径进行了时延测试,在单模传播数据曲线拟合的基础上,计算了短波信道频率相对时延值,重点分析了电离层单模传播情况下频率相对时延与频率间隔、传播路径及工作频率的变化特征。分析表明短波跳频系统在单模工作时,中午时段的频率相对时延最大,跳频频点间隔越小、路径越大频率相对时延的影响越小。
2003, 32(5): 555-559.
摘要:
基于对短波宽带信道的建模是研究短波宽带通信系统的关键和难点等问题。介绍了Volger决定性模型、子带并行-宽带窄带化模型、Watterson的两种改进模型和伪决定性模型4种典型的短波宽带信道模型,并进行比较和性能分析。经分析表明,作为决定性模型,Volger模型较为全面地反映了短波宽带信道的特性,但有不完善之处,同时也提出了进一步改进该模型的方向。
基于对短波宽带信道的建模是研究短波宽带通信系统的关键和难点等问题。介绍了Volger决定性模型、子带并行-宽带窄带化模型、Watterson的两种改进模型和伪决定性模型4种典型的短波宽带信道模型,并进行比较和性能分析。经分析表明,作为决定性模型,Volger模型较为全面地反映了短波宽带信道的特性,但有不完善之处,同时也提出了进一步改进该模型的方向。
2003, 32(5): 560-563.
摘要:
根据建立的软件无线电台模型,分析了软件无线电台多信道的特点,讨论了软件无线电台组网的多种关键技术如网络控制结构技术、路由技术、无线信道多址接入技术和资源管理均衡,提出了一种基于软件无线电台的组网设计思想和网络体系结构.采用该结构实现的软件无线电台网络具有组网灵活、网络自组织和动态负载均衡等功能。
根据建立的软件无线电台模型,分析了软件无线电台多信道的特点,讨论了软件无线电台组网的多种关键技术如网络控制结构技术、路由技术、无线信道多址接入技术和资源管理均衡,提出了一种基于软件无线电台的组网设计思想和网络体系结构.采用该结构实现的软件无线电台网络具有组网灵活、网络自组织和动态负载均衡等功能。
2003, 32(5): 564-568.
摘要:
基于无线MPLS协议体系,结合无线移动Ad-hoc网特点,提出了一种采用扩展CR-LDP信令建立标记交换路径的Ad-hoc网QoS路由协议-AMPLS。通过构建Ad-hoc网络仿真模型,仿真分析了AMPLS路由协议的性能,并验证了协议的差别服务、流量工程等网络特性,为实现具有某种程度QoS服务的Ad-hoc组网提供了一种方法。
基于无线MPLS协议体系,结合无线移动Ad-hoc网特点,提出了一种采用扩展CR-LDP信令建立标记交换路径的Ad-hoc网QoS路由协议-AMPLS。通过构建Ad-hoc网络仿真模型,仿真分析了AMPLS路由协议的性能,并验证了协议的差别服务、流量工程等网络特性,为实现具有某种程度QoS服务的Ad-hoc组网提供了一种方法。
2003, 32(5): 569-573.
摘要:
介绍了自组网和路由协议,对AODV路由协议中的断链问题进行了分析和仿真,提出了对其进行优化的方案并给出具体实现。优化方案使用了本地的反向路由重建方法,通过广播一个链路修复消息同时完成了路由查找和路由建立的任务。与传统的路由重建方式相比,可以节省在重建路由时引入的时延,并在一定程度上减少了路由重建的额外开销,以更好地适应自组网的应用环境。
介绍了自组网和路由协议,对AODV路由协议中的断链问题进行了分析和仿真,提出了对其进行优化的方案并给出具体实现。优化方案使用了本地的反向路由重建方法,通过广播一个链路修复消息同时完成了路由查找和路由建立的任务。与传统的路由重建方式相比,可以节省在重建路由时引入的时延,并在一定程度上减少了路由重建的额外开销,以更好地适应自组网的应用环境。
2003, 32(5): 574-577.
摘要:
对LOG-MAP算法进行了可并发性分析,利用可以完整接收一个N长符号传输帧的条件以及正向迭代和反向迭代中的固有对称性质,提出了LOG-MAP算法的一种修正迭代实现算法,其正向和反向迭代计算次数只需码长N的一半,故比标准LOG-MAP算法提高了一倍的处理速度,且没有空间开销的增加、同时,根据修正的迭代实现算法给出了相应的适于FPGA实现的双总线硬件结构的实现方案。
对LOG-MAP算法进行了可并发性分析,利用可以完整接收一个N长符号传输帧的条件以及正向迭代和反向迭代中的固有对称性质,提出了LOG-MAP算法的一种修正迭代实现算法,其正向和反向迭代计算次数只需码长N的一半,故比标准LOG-MAP算法提高了一倍的处理速度,且没有空间开销的增加、同时,根据修正的迭代实现算法给出了相应的适于FPGA实现的双总线硬件结构的实现方案。
2003, 32(5): 578-582.
摘要:
在加性白高斯信道下,比较了补码键控最优译码和大数逻辑软判决译码的性能,分析了补码键控在衰落信道的性能,并提出了补码键控外层级联低密度极性校验码的结构,提供了补码键控的软判决输出算法,仿真结果证明补码键控外层级联低密度极性校验码在衰落信道下有明显的性能增益。
在加性白高斯信道下,比较了补码键控最优译码和大数逻辑软判决译码的性能,分析了补码键控在衰落信道的性能,并提出了补码键控外层级联低密度极性校验码的结构,提供了补码键控的软判决输出算法,仿真结果证明补码键控外层级联低密度极性校验码在衰落信道下有明显的性能增益。
2003, 32(5): 583-587.
摘要:
多址干扰是CDMA系统中较为突出的干扰,利用多个用户信息的干扰对消技术可以有效地抑制这种干扰,而干扰对消技术的实现需要信道的衰落估计。该文介绍了信道估计技术及多用户检测技术,并通过数值分析说明用户数及信道估计偏差对多址干扰对消技术性能的影响。
多址干扰是CDMA系统中较为突出的干扰,利用多个用户信息的干扰对消技术可以有效地抑制这种干扰,而干扰对消技术的实现需要信道的衰落估计。该文介绍了信道估计技术及多用户检测技术,并通过数值分析说明用户数及信道估计偏差对多址干扰对消技术性能的影响。
2003, 32(5): 588-591.
摘要:
研究了多径衰落信道下CDMA系统中多级部分并行干扰抵消器问题,通过对残余干扰方差分析推导了存在信道估计误差时的最优干扰抵消权值表达式,提出了适用于多速率CDMA系统的信道估计辅助的部分并行干扰抵消器。通过理论分析和仿真实验证实了所提出的方案比使用最佳固定权值的部分并行干扰抵消器性能优越,在BER为0.01时,使部分并行干扰抵消器第二级仅比使用理想信道估计再造干扰的部分并行干扰抵消器第一级的性能差1.5 dB。
研究了多径衰落信道下CDMA系统中多级部分并行干扰抵消器问题,通过对残余干扰方差分析推导了存在信道估计误差时的最优干扰抵消权值表达式,提出了适用于多速率CDMA系统的信道估计辅助的部分并行干扰抵消器。通过理论分析和仿真实验证实了所提出的方案比使用最佳固定权值的部分并行干扰抵消器性能优越,在BER为0.01时,使部分并行干扰抵消器第二级仅比使用理想信道估计再造干扰的部分并行干扰抵消器第一级的性能差1.5 dB。
