突发消息驱动跳频系统的同步方案设计

消息驱动跳频(MDFH)系统是一种以消息自身来决定跳频图案的跳频系统。本文对突发MDFH系统整体结构进行描述,制定引入突发消息驱动跳频系统同步方案,设计同步相关的前导序列、循环前缀,对帧同步、符号定时、载波同步方法分别进行设计,并进行相关仿真,最后对系统在多径环境和高斯环境的误码率(BER)进行仿真。结果表明,通过上述的同步过程,系统误码率有很大改善。     

基于携能通信的非信任双向中继网络安全传输方案

针对非信任双向中继网络的能量受限和信息安全问题,该文提出一种基于无线携能通信(SWIPT)与人工噪声辅助的物理层安全传输方案。该方案中的非信任中继采用功率分割(PS)策略辅助合法用户进行保密通信,而全双工干扰机在进行能量采集的同时发送人工噪声以确保系统安全。以最大化系统保密性能为目标,优化了中继的PS因子,推导了保密和速率的解析式及高信噪比条件下最佳PS因子的闭式解。特别针对非理想信道状态信息的情况,分析了信道估计误差对系统保密性能的影响。仿真结果验证了理论推导的正确性,并证明了所提的基于PS策略的干扰机协同传输方案相比采用时间切换(TS)策略或目的节点协同干扰的方案具有更优的保密性能。     

基于稀疏面阵的低复杂度三维信源定位算法

针对3维信源定位中阵列结构过于复杂、算法复杂度过高、谱峰搜索范围过大的问题,该文提出一种基于互素线阵互素平移的稀疏面阵(CLACS-SPA)的3维降秩MUSIC算法(RARE-MUSIC)。所提CLACS-SPA拥有中心对称的互素稀疏面阵结构,相较于同口径均匀面阵结构减少了大量的阵元,降低了阵列的结构复杂度;以CLACS-SPA为基础的3维RARE-MUSIC算法利用泰勒公式将接收信号中的方向信息与距离信息进行分离估计,从而将3维谱峰搜索转化为方位角俯仰角的2维搜索和距离项的1维搜索,降低了定位算法的计算复杂度。仿真分析表明:在口径与定位算法相同条件下,与均匀面阵结构相比,所提结构的计算复杂度降低了1～2个数量级;在相同口径与CLACS-SPA结构下,与经典3维MUSIC算法相比,所提算法的复杂度降低了2～3个数量级;在相同口径和阵元数量条件下,与经典3维MUSIC算法相比,所提算法不仅降低了计算复杂度,而且提升了方位角与俯仰角的测量精度。     

基于稀疏面阵的低复杂度三维信源定位算法

针对3维信源定位中阵列结构过于复杂、算法复杂度过高、谱峰搜索范围过大的问题,该文提出一种基于互素线阵互素平移的稀疏面阵(CLACS-SPA)的3维降秩MUSIC算法(RARE-MUSIC).所提CLACS-SPA拥有中心对称的互素稀疏面阵结构,相较于同口径均匀面阵结构减少了大量的阵元,降低了阵列的结构复杂度;以CLACS-SPA为基础的3维RARE-MUSIC算法利用泰勒公式将接收信号中的方向信息与距离信息进行分离估计,从而将3维谱峰搜索转化为方位角俯仰角的2维搜索和距离项的1维搜索,降低了定位算法的计算复杂度.仿真分析表明:在口径与定位算法相同条件下,与均匀面阵结构相比,所提结构的计算复杂度降低了1～2个数量级;在相同口径与CLACS-SPA结构下,与经典3维MUSIC算法相比,所提算法的复杂度降低了2～3个数量级;在相同口径和阵元数量条件下,与经典3维MUSIC算法相比,所提算法不仅降低了计算复杂度,而且提升了方位角与俯仰角的测量精度.     

基于Zynq 7000的四旋翼飞行器设计

利用软硬件协同设计思想,论文设计实现了基于Zynq7000 SOC的四旋翼飞行器系统。Zynq 7000是Xilinx公司的一款高性能嵌入式微处理器,集成了ARM Cortex-A9和FPGA的双核资源。在进行四旋翼飞行器系统设计时,对硬件平台和功能任务进行合理的规划,充分发挥Zynq 7000软硬件协同设计的优势。一方面利用ARM核执行灵活度较高的运算任务,包括飞行器飞控程序,飞行器的姿态解算和电机控制信号输出等;另一方面利用FPGA核实现基本逻辑和高速接口,包括遥控器信号解码、传感器数据接口以及电机控制等。可为航拍和测控业务中四旋翼飞行器的开发提供一定的参考。     

WLAN层间服务接口设计与FPGA实现

提出一种无线局域网中物理层与媒体访问控制(MAC)层的层间接口设计方案。该方案分别从硬件连线规划、地址分配、层间原语交互操作和层间数据收发等几个方面进行设计,并在FPGA上实现。通过一套完整的无线传输实验平台进行实验验证,结果表明,此接口功能符合IEEE 802.11a协议要求,物理实现简单,可扩展性好。     

空间耦合LDPC码的分层译码算法

针对长码长空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码译码时延较长的问题,该文提出了分层滑动窗译码(LSWD)算法。该算法利用SC-LDPC子码码块的准循环特性和滑动窗内校验矩阵的层次结构,通过在滑动窗内对校验矩阵进行分层处理,优化层与层之间消息传递,从而加快窗内译码的收敛速度,减少了译码迭代次数。仿真和分析结果表明:在相同的信噪比(SNR)条件和相同的误码性能要求下,LSWD算法所需的迭代次数少于滑动窗译码(SWD)算法,特别在高信噪比下,LSWD算法的迭代次数约为SWD算法的一半,从而有效缩短全局译码时延;在相同译码迭代次数下,LSWD算法的译码性能优于SWD算法,而其计算复杂度增加不大。     

一种基于PTS技术降低OFDM系统峰均比的改进算法

该文在研究部分传输序列(PTS)技术降低OFDM系统峰均功率比(PAPR)的基础上,提出了多级寻优的改进PTS方法。该方法通过增加寻优的级数,而减少每级优化所预设的相位集合中的元素个数来寻找最优相位旋转因子,从而改变传统PTS技术中的计算量随分割子序列数和待选相位集合元素的个数的增加而呈指数增长的趋势,并使该方法与次优搜索方法相结合。通过计算复杂度的分析和仿真结果表明,同传统的方法相比,该方法不仅能较大地降低计算复杂度,且能改善降低峰均功率比的性能。     

统计优先级多址接入协议的改进与仿真

统计优先级的多址接入（Statistical Priority-based Multiple Access,SPMA）协议的优良性能符合未来数据链的发展趋势。经典的SPMA协议中存在固定门限设置导致的吞吐量下降、退避时间设置过于简单和低优先级分组“饥饿”等三个问题。针对这些问题,提出了统计差值退避算法和虚拟时间戳排队算法。统计差值退避算法使用负载统计量和优先级门限的差值,计算出合理的分组退避时间。虚拟时间戳排队算法根据接入带宽的最低要求,按照虚拟完成时间大小进行分组接入。结合这两个算法,设计了基于SPMA的介质访问控制层改进协议,并使用OPNET软件对改进协议进行了仿真。仿真结果表明,相比于SPMA协议的传统算法,改进协议的系统吞吐量更大且更稳定,优先级平均时延更低,同时保证了低优先级业务的最小带宽接入需求。     

宽带OFDM系统中的频率同步算法与FPGA实现

频率同步是宽带OFDM系统中的关键技术,IEEE 802.11a 采用OFDM技术,利用其前导序列的重复结构,提出了一种分步的粗细频偏捕获与校正算法,同时为了补偿时域同步后的残余相差和适应信道的时变特性,还提出了一种基于频域导频的相位跟踪方案.通过仿真对算法性能进行了分析,并通过FPGA实现验证了算法在宽带OFDM无线接入系统中应用的有效性.结果表明,算法可以对±2个子载波频率间隔内的载波频偏实施快速捕获与跟踪,估计精度达10-3,满足突发分组传输OFDM系统的快速同步要求.