线导最佳接收机研究——用相关检测器实现解调与仿真

影响线导系统误码率的主要因素是加在解调器输入端的信噪比，从提高接收机性能的角度分析。需要在同样信道噪声的条件下研究信号的最佳接收，本文根据信号检测理论，在最小错误概率准则下，讨论了在给定信号情况下，采用相关检测器对线导通信信号的解调与仿真，结果表明，基于最佳接收原则的相关检测器抗干扰能力强，改善了线导系统误码性能。     

激光脉冲云层传输时间扩展与信道均衡

云层粒子对激光的多次散射引起激光脉冲产生时间扩展，造成接收信号出现码间串扰。首先建立了带均衡滤波的云层激光通信链路信道模型；然后使用蒙特卡洛光线追踪法得出了云层信道在不同光学厚度下的脉冲时间响应特性；并推导出考虑码间串扰时的系统误码率计算模型。对不同云层光学厚度下，不使用均衡滤波和使用均衡滤波时的信噪比与系统误码率间的关系进行了仿真与分析，发现使用均衡滤波能有效地对云层信道多次散射效应的影响进行抑制。     

基于非正交复用的可见光通信系统

针对目前可见光通信系统中存在的通信可靠性与用户公平性难以满足要求的问题,提出基于非正交复用的可见光通信系统。该系统在发送端根据信道增益对用户进行功率分配,在接收端利用串行干扰消除技术进一步提高了可靠性。数值仿真结果表明,在双用户系统中,用户1在误码率为10~(-4)时有2.4 dB的性能提升,用户2也有4.7 dB左右的性能提升,可靠性明显提高,且用户间误码率差异明显低于DCO-OFDM系统,用户公平性更加良好。     

星间微波光子链路的可行性研究

为满足大带宽、大动态模拟信号的星间高质量远距离传输的需求,对基于强度调制/直接探测的外调制空间微波光子链路进行了理论分析和实验研究。建立了外调制空间微波光子链路噪声系数的理论模型,给出了影响链路射频增益和噪声系数的几点因素,并进行了实验验证。仿真和实验结果表明:空间光传输损耗、掺铒光纤放大器的增益及受激自发辐射噪声、光电探测器的输入光功率对链路的射频传输性能影响较大,在链路设计时需要重点考虑。     

直接序列扩频通信系统性能研究

为了进一步提高直接序列扩频(direct sequence spread spectrum,DSSS)系统的抗多径衰落性能,提出一种改进型的实用瑞利衰落信道模型,并在不同条件下研究了码长、扩频增益对其性能的影响。通过构建信道的动态模型,给出了DSSS通信系统良好的抗多径衰落性能,以及误码率(bit error rate,BER)与信噪比(noise-signal ratio,SNR)的关系曲线,对DSSS系统在多径瑞利衰落信道中传输时的抗多径衰落性能进行比较分析。Matlab仿真结果表明:与提高系统扩频增益相比,在多径衰落信道较强的条件下,增加PN码的码长能够更有效地提高系统抗多径衰落性能。     

一种改进的双极性训练序列时域均衡LMS 算法

为解决双极性训练序列无线信道中码间干扰的抑制问题,针对最小均方(least mean square,LMS)类算法在误差预测范围、步长选择和功率自适应方面的不足,提出一种前向预测—判决算法。建立了ARMA(p,q)模型,由梯度预测公式推导出本算法的具体形式,设置误码率和输出信号功率作为算法性能的衡量标准,Matlab仿真结果表明:该算法能较好地适应双极性序列,跟踪多径信道,大大减小误码率,使检出的信号功率不会因噪声的湮没而明显减小。     

基于双序列跳频的抗干扰通信方法

针对常规跳频受跟踪干扰威胁和差分跳频受部分频带干扰威胁的现状,提出了基于双序列跳频的抗干扰通信方法。该方法的数据信道和对偶信道按各自的跳频序列进行跳变,干扰方无法准确跟踪对偶信道,抑制了跟踪干扰的影响。接收机采用窄带接收可以滤除带外干扰,使得系统同时兼具较好的抗部分频带干扰能力。仿真验证结果表明,随着莱斯因子的增加,BSFH的误码率显著降低;最坏跟踪干扰下BSFH比FH/BFSK有5～10 dB的性能增益,部分频带干扰下,误码率达到10~(-3)时,BSFH所需的信干比比DFH低10～12 dB。     

航空平台间激光通信捕获链路功率分析与仿真

为研究航空平台间激光通信系统中主要环节和信道对信标光功率的影响,根据捕获探测器的信噪比和探测概率关系,分析激光器发射到探测器接收全环节的信标光功率变化情况,建立了空空激光通信捕获链路仿真系统。通过该仿真系统,分析不同大气能见度所对应的探测概率,在此基础上讨论要实现探测概率为99%,需要的最小发射功率和最长通信距离。仿真结果表明：发射功率越大,大气能见度对航空平台间激光通信探测概率的影响越明显;发射功率不变,大气能见度越高时,最长链路距离越远;当发射功率为5 W,地面能见度大于等于10 km时,即可实现150 km的激光链路。通过仿真系统得出了信标光发射功率与探测概率之间的关系,对激光器的选择起到一定的借鉴作用。在仿真的基础上,开展的飞机间野外试验,可以有效地模拟飞机间激光通信系统的捕获探测概率。     

光纤水下动态信号传输系统技术研究

针对光纤在水下实际工程环境中动态损耗较大,会影响水下光纤动态传输系统可靠性的特点,使用了模场直径较小即弯曲损耗较小的1.3μm传输窗口,在光纤动态损耗估计的基础上,设计了基于光循环器的单波长1 310 nm双向传输系统和蝶形大功率光发射机,并验证了单波长双向传输系统性能,在长光缆信道衰减模拟装置衰减不小于数十分贝时,系统误码率小于10-9,试验结果表明,系统性能优良,水下远程单波长光缆双向动态传输的工程应用是可行的。     

弱湍流下逆向调制光通信直流偏置光正交频分复用系统性能分析

针对现有微机电系统逆向调制器调制速率低、线性区域有限的问题,根据双限幅直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)的特点,通过DCO-OFDM提高逆向调制光通信的传输速率。将双限幅引起的非线性失真建模为限幅噪声,推导有效信噪比函数;研究地—地和空—空特殊通信条件下,逆向调制光通信中双限幅DCO-OFDM在弱湍流中的理论平均误码率公式,并采用蒙特卡洛法进行仿真,分析对称限幅时直流偏置对性能的影响。结果表明：在较大的光功率下,有效信噪比随着直流偏置的增大,先增大、后减小;较小的直流偏置会造成严重的限幅噪声,限制有效信噪比随光功率变化;该结果对通信链路的设计优化有一定的参考意义。     

大气湍流及瞄准误差对激光通信误码率影响研究

以Gamma-Gamma大气湍流信道和探测器信号两个模型为基础,采用直接检测（IM／DD）开关键控（OOK）强度调制方式,推导出了自由空间光系统误码率闭合表达式,分析了大气湍流、归一化光束宽度、归一化瞄准误差等对系统性能的影响;对系统误码率闭合表达式进行了数值模拟分析,结果表明在固定发射功率下通过优化发射光束宽度、减小瞄准误差可以使系统性能达到最优。     

灵巧弹药感应装定系统基带码型特征分析及应用研究

为满足灵巧弹药大数据量、高速率、高可靠性的装定需求,实现灵巧弹药的数据装定,针对感应装定系统的信道特性,从能量传输有效性、功率谱与带宽、码元同步误差对误码率的影响3个方面, 对单极性不归零码、单极性归零码、密勒码、曼彻斯特码、传号反转码、变形密勒码6种数字基带码型进行理论分析、仿真和实验室试验。仿真与试验结果表明：低电平间隙因子为0.3的变形密勒码具有很好的能量传输有效性、较为丰富的时钟定时信息和较低的误码率,适合选做发送信道的基带码型;曼彻斯特码是一种自同步相位编码,具有丰富的时钟定时信息、较低的误码率,适合选做反馈信道的基带码型;实验室试验结果与理论仿真结果具有一致性。     

鱼雷磁平衡调试环境监测系统设计

基于PC104的鱼雷磁平衡调试环境监测系统,应用鱼雷磁平衡机理和电磁环境的关系设计.采用2块DIAMOND-MM-32X-AT数据采集卡,实现54路模拟输入通道.地址采用跳线设定方式.电源通过PC104总线供给.每个通道采用等间隔、定时、自动扫描方式,2块板并行工作.其软件功能含数据采集、显示与存储,及历史数据的处理与回放.     

短波通信传播路径损耗分段预测方法

针对短波通信在不同通信距离具有完全不同的传播机制问题,综合考虑短波信号受电离层反射、地面吸收等环境因素的影响,建立了一个包含传播损耗、阴影衰落、多径衰落和多径时延的短波分段信道模型。在此基础上,根据短波信号在天波段和地波段的传播特性,分别研究了信道模型在相应传播距离内的传播损耗参数计算方法,以及短波电台无法正常通信的盲区范围。数值仿真结果表明,本文损耗预测结果能够体现不同传播模式下的变化情况,并与ITU实测结果基本吻合。该结论可为短波通信系统性能评估、抗干扰能力预测和通信方案优化等提供理论参考。     

潜载随动系统的扰动特征与复合轴补偿机理研究

当潜艇在水下高速行进时,海水会在潜艇表面形成脱体边界层和分离涡,大尺度分离涡的生成和脱体会引起潜艇力与力矩的大幅度波动,从而影响潜载激光武器随动系统的跟瞄精度与毁伤效能。以潜载激光武器粗精复合轴跟瞄系统为研究对象,分析了潜艇流噪声对粗、精两级跟踪输出误差的影响。基于流体力学基本控制方程,通过层次结构网格下的有限体积法分析了1×10⁷雷诺数下6°偏航角潜艇的流体动力学特性,并通过坐标解算将流体对艇体的扰动转化到光轴坐标系;获得了粗、精复合轴随动系统的传递函数,搭建了闭环控制器,获得了粗、精通道对特征输入信号的时域响应特性;分析了粗、精复合轴随动系统对潜艇流场扰动输出误差的补偿效果,并从流场演化和压力矩脉动层面分析了大尺度分离涡对跟瞄输出误差的影响。研究结果表明：粗、精复合轴随动控制系统可以有效补偿潜艇扰动带来的光轴输出误差,方位角、俯仰角的波动和跟瞄输出误差主要由围壳端面产生大尺度分离的梢涡引起的压力矩脉动造成,艇身扰动因其周期较长而对输出误差没有特别的影响。     

一种改进的有限反馈准正交空时编码方案

针对广义正交空时编码利用反馈信道改善系统性能时,由于反馈量的增加导致复杂度较高而失去空时码自身优势的问题,提出了一种改进的有限反馈准正交空时分组编码（QOSTBC）方案,该方案在对编码矩阵对角化重构的同时引入了等效子信道适度旋转设计。结合水声信道模型理论和仿真分析表明,该方案在峰均功率比、实数乘、实数加计算复杂度等方面有较为明显的改进,同时进一步提高了系统的信道容量,降低了系统误码率。     

采用主分量分析的非合作水声通信信号调制识别

由于信道传输特性、信噪比低等因素的影响,非合作水声通信信号的调制识别极具挑战性。对信号功率谱、平方谱进行主分量分析,提取代表不同类型调制信号特有信息的主分量作为特征参数,从而降低特征参数维度、抑制噪声影响,并在此基础上设计一种基于人工神经网络的水声通信信号调制方式分类器。海上实录信号数据的识别实验结果表明了该方法的有效性。     

不完全量测下光电跟踪系统中冗余测角信息的攫取研究

针对由激光测距机与精密测角设备组成的光电跟踪系统,为了攫取跟踪系统的冗余测角信息以提升不完全量测下跟踪系统的估计性能,设计了基于验后置信度残差检测的联邦目标跟踪滤波器.依据物理结构将跟踪系统的位置探测通道分解为测距与测角2个探测通道,并对2个探测通道的量测数据分别进行基于验后置信度残差检测的目标状态估计.将估计结果送至...