主动声纳恒包络波形设计及其性能分析

为了解决伪随机编码调相信号峰均比过高问题,为主动声纳设计恒包络的伪随机编码MSK调制波形。通过分析MSK信号表达式,得到波形的复包络信号。使用遗传算法优化伪随机序列,降低波形的自相关旁瓣,可减小声纳的虚警概率。通过优化复包络信号的自相关函数旁瓣值和互相关函数值,得到自相关性能和正交性能优良的恒包络波形,可以缓解多部声纳间的同频干扰。通过仿真分析波形的模糊度图可知,波形具有良好的频率分辨率和距离分辨率。该波形设计可以取代峰均比过高的编码调相信号,满足主动声纳对运动目标的探测需求。     

主动声呐恒包络波形设计及其性能分析

为主动声呐设计恒包络的伪随机编码MSK调制波形。通过分析MSK信号表达式,得到波形的复包络信号。使用遗传算法优化伪随机序列,降低波形的自相关旁瓣,可减小声呐的虚警概率。通过优化复包络信号的自相关函数旁瓣值和互相关函数值,得到自相关性能和正交性能优良的恒包络波形,可以缓解多部声呐间的同频干扰。通过仿真分析波形的模糊度图,波形具有良好的频率分辨率和距离分辨率,可以取代峰均比过高的编码调相信号,满足主动声呐对运动目标的探测需求。     

二进制偏移载波调制的零相关窗水声同步技术研究

针对线性调频信号同步相关的旁瓣、m序列扩频同步的序列自噪声和二进制相移键控调制信号在主瓣周围一个码片范围内存在较强烈的旁瓣三个问题,提出了一种基于二进制偏移载波(BOC)调制信号的无干扰窗水声同步方式.利用互补序列的非周期自相关函数之和为零的特殊性质,实现了在主瓣周围一个码片范围外,零相关窗范围内的无干扰窗.使用BOC(1,1)方式对信号进行亚载波调制,以减少主瓣周围一个码片范围内的旁瓣.对单通道信号和双通道信号的零相关窗形式都进行了设计,通过仿真和实验验证了BOC零相关窗方法在水声系统的同步、信道测量和估计中的有效性.     

在地层探测中应用互补码脉冲压缩技术的研究

一个为海洋地层探测而设计的互补码信号发生和处理系统已经研制成功。其实施方案是:声源交替地发射一对互补码信号中的两个互补部份,接收机相应地进行回波信号的实时相关处理,然后再在时间上一一对应地把相继两次的相关处理输出实时相加,就得到无旁瓣的终端输出在地层探测图上显示。波浪起伏会对回波到达时间和信号码元间隔进行调制,由此产生的“去互补”和“去相关”效应会降低互补码信号处理的性能。本文着重研究了这个问题,并通过计算机模拟预测了在实际的海洋地层探测中应用互补码脉冲压缩技术的有效性。     

迭代法MIMO声纳目标检测——一种凸显弱目标的方法

通常MIMO声纳接收机收到的信号会直接送入匹配滤波器组,然后测量信号到达时间。当遇到强弱两个目标散射信号混叠的情况时,弱目标的输出峰值可能被淹没在强目标的旁瓣内而无法分辨。为提高MIMO声纳对弱目标的分辨能力,本文提出一种迭代信号分析方法,可以由强到弱依次对目标进行估计。通过数值仿真分析了本方法的性能。结果表明:采用迭代分析方法可以有效提高系统对弱目标的分辨能力。     

基于OFDM的雷达通信一体化共波形设计

为了减小通信信息对一体化波形模糊函数的影响,以连续波信号为基础,提出了一种基于扩频的多OFDM符号调制的雷达通信一体化信号模型,并分别从波形以及雷达模糊函数的角度对其进行分析。通过对通信信息预扩频后采用OFDM调制的方法,可显著改善一体化信号的模糊函数性能,降低距离维旁瓣。理论分析表明,一体化信号的距离旁瓣由所用伪随机编码序列的自相关、互相关特性及调制的通信信息共同决定,为波形的性能改进提供了指导方向。仿真结果表明扩频因子、子载波数目、数据长度的不同取值对雷达通信一体化信号的距离维模糊函数的旁瓣的影响,为优化一体化信号的性能提供依据。设计的雷达通信一体化信号模型可有效改善对通信信息和多普勒频移的敏感性,满足雷达探测波形要求。     

基于超结构光纤光栅的全光编解码性能分析

分析了光码分多址(OCDMA)系统中超结构光纤光栅(SSFBG)编解码器的相关特性, 考虑了输入脉冲宽度、SSFBG编解码光栅之间的波长偏移以及光栅的折射率调制振幅对全光编解码性能的影响。结果表明, 随着输入脉冲宽度和编解码光栅之间的波长偏移量的增加, 自相关峰值旁瓣比和自互相关峰值比下降, 即编解码性能出现下降; 编解码器的插入损耗和相关性能间存在矛盾, 需要折中考虑SSFBG折射率调制振幅的选取。建立了基于SSFBG编解码器的时域相位编码OCDMA系统的数学模型, 考虑了差拍噪声、多址干扰、接收机噪声以及接收机的带宽限制对系统性能的影响, 采用全光阈值技术和turbo编码来提高相干扩时OCDMA的系统性能。     

混沌激光实现异质物大小和位置的光学检测

利用混沌激光实现一定浓度脂肪乳液中异质物大小和位置的光学检测,实验采用混沌激光作为光源,并将光信号分为两路,一路信号用于探测脂肪乳液中的异质物信息,另外一路直接经过光电探测器作为参考信号,将两路光信号由光电探测器接收,通过信号处理系统进行互相关,分析混沌激光的互相关峰值信息,可得到异质物的大小和位置信息;通过混沌激光实现异质物信息分析的理论模型,建立混沌相关信号峰值信息与异质物大小和位置之间的关系,并且通过实验验证。结果表明:采用混沌互相关法可以对异质物大小和位置坐标进行探测。     

一种二维光CDMA地址码的构造及实现方法

对光正交码(OOC)的特性和二维地址码的构造方法进行研究,介绍了一种用于OCDMA系统的二维时间/频率组合码的构造方法,分析该地址码的自相关和互相关特性,以及该地址码的实现方法.分析结果表明,由单极性码OOC构造而成的二维时间/频率组合码OOC/OOC不仅具有良好的自相关和互相关特性,而且可以通过采用光纤布拉格光栅编解码器和阵列波导光栅编解码器实现快速、灵活编码.     

自调频混沌系统及其调频码耦合同步

提出了一个闭环自调频混沌系统, 对压控振荡器输出进行采样, 采样值经非线性变换后产生控制压控振荡器下一时刻频率的调频码. 利用一维分岔图、二维分岔图和Lyapunov指数等研究了该系统的动力学行为; 并利用峰值均值功率比、频谱以及输出信号的相关函数等分析了该系统的应用特性. 研究表明, 该系统有复杂的动力行为, 展现分岔、多稳态和混沌等现象, 产生的信号具有低峰值均值功率比和宽频带的特性. 同时还讨论了利用调频码实现系统同步的可能性, 证实了简单的控制器可以实现自调频系统的同步. 在电路实验中, 压控振荡器用数字频率合成技术实现, 实验结果与理论分析一致. 关键词： 混沌 多稳态 峰值均值功率比 同步     

正交多相码连续波主动声呐回波检测算法设计

与常规脉冲式主动声呐相比,连续波主动声呐能够提高目标回波的时间处理增益和目标信息更新速率。该文提出一种由正交多相码合成的连续发射波形,分析了发射信号和目标回波模型,设计了多通道匹配滤波器组完成回波检测。为了进一步提高接收机检测性能,提出了多通道非相干积累的处理方法。通过数值仿真,分析提出的连续波形的多普勒分辨性能和目标信息更新率。通过蒙特卡罗法获取接收机工作特性曲线,比较了脉冲式主动声呐和连续波主动声呐在均匀混响背景下对单目标检测性能的差异。仿真结果表明,该文设计的连续波波形具有较好的多普勒分辨性能,在均匀混响背景下,回波检测算法能够明显提高单个目标的探测能力。     

相关测速声呐阵元坐标估计算法研究

针对相关声呐接收阵元实际坐标与设计坐标不一致引起的测速误差,提出阵元坐标估计算法,以提高相关声呐的测速准确度。基于混响时空相关函数模型,对相关测速声呐时空相关函数特性进行了理论分析,提出了选择用延时0处的数据空间相关函数与理论空间相关函数进行阵元坐标估计的局域最小二乘拟合算法,并采用序列二次规划法解决了阵元坐标估计算法的最优化问题。海上试验数据的处理结果表明,该算法可以对阵元坐标进行有效估计,使用估计的阵元坐标后,相关测速声呐测速准确度提高了67%。      

基于循环前缀相关性的水声OFDM信号调制识别方法*

本文研究水声OFDM通信信号与常见单载波水声数字通信信号(MPSK,MFSK)之间的调制识别问题。考虑到水声信道复杂传播特性对循环前缀相关性的影响,本文通过截取信号前后片段并迭代搜索双相关峰进行无需先验知识的水声OFDM通信信号特征参数提取,在此基础上设计了一种基于模糊系统的水声OFDM通信信号识别器。对不同信道条件下海上实录信号数据的识别实验结果表明了本文方法的有效性。     

光码分多址并行图像传输系统的最佳光正交签名图形构造

图像传输和接入要求系统的吞吐量超过Gb/s,若采用常规光码分多址系统来实现图像传输,对光电器件的要求高、实现难度大,解决方案是采用光码分多址并行图像传输系统.针对并行图像传输的签名序列是一种二维光正交签名图形,是一种全新形式的签名码,构造最大容量的光正交签名图形(最佳光正交签名图形)的方法很少这一问题,提出一种区组设计构造算法.算法的思想是根据差集合和光正交码的关系,将差集合和区组设计的概念推广到二维空间,根据二维差集合和光正交签名图形的关系从而构造出最佳光正交签名图形.详细阐述了构造最佳光正交签名图形的步骤,对算法进行了仿真.仿真结果说明该算法可以有效地构造出最佳光正交签名图形.     

A new family of two-dimensional triple-codeweight asymmetric optical orthogonal code for OCDMA networks

A new generation algorithm of two-dimensional triple-codeweight asymmetric optical orthogonal codes for optical code division multiple access （OCDMA） networks is proposed. The code cardinality is obtained and the error-probability performance for corresponding OCDMA system is analyzed. The codes with two constraints （i.e., auto- and cross-correlation properties） being unequal are taken into account. On the premise of fixed system resources, the code of the error-probability performance, it is shown cardinality can be significantly improved. By analysis that the codes with different parameters have different performances. Therefore, this type of codes can be applied to support diverse quality of service （QoS） and satisfy the quality requirement of different multimedia or distinct users, and simultaneously make the better use of bandwidth resources in oDtical networks.     

适用于同步光码分多址通信系统的同步光码及其全光可调编/解码器

异步光码分多址通信系统,要求用户地址码具有好的循环自相关和互相关特性,因此,系统中的用户数受到很大的限制;而对同步光码分多址通信系统,只要求光地址码是非循环相关意义下的准正交,从而可实现较大的用户数,因此具有广阔的应用前景.实现同步光码分多址的关键之一是同步光码的设计和可调光编/解码器的实现.本文介绍了同步光码的构造方法,给出了同步光码的构造过程,分析了码的容量,提出了全光可调同步光码编/解码器的实现方法.     

一种跳频扩时码的构造及性能分析

以一维二次同余码(QCC)作为扩时模式，以光正交码(OOC)和QCC码作为频域跳频模式，通过时域和频域的组合，构造了适用于光码分多址(OCDMA)系统的QCC/QCC和QCC/OOC 2种跳频扩时码，并对码的容量及其相关性进行了分析。与一维QCC码相比，QCC/QCC跳频扩时码的容量扩大了p 1倍（p为码重），相关性得到改善，并且码字异相自相关限λa=1，互相关限λc=2；QCC/OOC跳频扩时码具有更大的码容量和更好的相关性，码字异相自相关限λa=0，所有码字按一定规律可分成p 1组（p为码重），每组内码字的互相关限λa=1，不同组间码字的互相关限λa=2。所得结果为光码分多址系统中跳频扩时码的构造提供了一种新的方法。     

Design and performance analysis of various one dimensional codes using different data formats for OCDMA system

In this paper, the design, implementation and performance analysis of various one dimensional codes in an OCDMA system for different data formats is presented. A number of different codes are used with optical CDMA to improve its error performance. Here, three such codes, optical orthogonal codes (OOC), Walsh Hadamard codes and zero cross-correlation (ZCC) codes have been compared using different data formats, NRZ raised cosine, NRZ rectangular, RZ raised cosine and RZ rectangular. It is found that NRZ raised cosine has the best system performance for all the codes used. After that, the three codes have been compared in terms of the BER, eye diagrams and received optical power using NRZ raised cosine modulation format. It is analyzed that ZCC codes have zero cross-correlation property. The simulation results revealed that ZCC codes can provide a better BER compared to the OOC and Walsh Hadamard codes and it is most suitable to be employed in the OCDMA systems.     

Optimal design of optical reference signals by use of a genetic algorithm

A new technique for the generation of optical reference signals with optimal properties is presented. In grating measurement systems a reference signal is needed to achieve an absolute measurement of the position. The optical signal is the autocorrelation of two codes with binary transmittance. For a long time, the design of this type of code has required great computational effort, which limits the size of the code to approximately 30 elements. Recently, the application of the dividing rectangles (DIRECT) algorithm has allowed the automatic design of codes up to 100 elements. Because of the binary nature of the problem and the parallel processing of the genetic algorithms, these algorithms are efficient tools for obtaining codes with particular autocorrelation properties. We design optimum zero reference codes with arbitrary length by means of a genetic algorithm enhanced with a restricted search operator.