频谱失配下的变换域通信系统基函数优化设计

发布时间：2021-12-28 11:36

　　针对频谱失配条件下变换域通信系统接收端误码性能下降的问题,提出了一种新的基函数优化设计方法。该方案可针对不同失配情况动态设计基函数的可用频点,实现频谱失配条件下系统抗干扰性能和频带利用率的最优化权衡,从而提升频谱失配条件下系统的误码性能。首先,建立远距离变换域通信系统模型,分析收发端电磁干扰环境。其次,通过分析频谱失配条件下基函数性能,理论推导系统误码率表达式,进而建立基函数幅度谱的最优化模型,并采用最速下降法进行最优解的搜索。仿真结果表明,与现有方法相比,本文所提方法更合理的设计了基函数幅度谱,在不同失配率下系统的抗干扰性能有明显提升,同时具有更好的信噪比误码性能。 

【文章来源】：信号处理. 2019,35(07)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

频谱感知结果分类Fig．1Spectrumsensingtype

信号处理第35卷图2梳状干扰频谱Fig．2Combjammingspectrum2．2远距离TDCS模型在远距离频谱失配情况下，需要收发端交互电磁频谱信息，以确定频谱失配情况，调整基函数来改善通信质量，需要在原有TDCS模型中添加可靠、低速的信令信道。通信过程分为信令信道建立、频谱交互、基函数调整、数据通信四个阶段，收发端需要工作在全双工模式下。具体步骤为:(1)收发方依据频谱监测经验数据，预置频谱信息库，从中选出一组频谱信息生成基函数并建立TDCS信令信道。对信令信道的通信质量进行检测，选择满足要求的信令信道。考虑到预置的频谱信息与所处环境干扰非正交，需要降低通信速率来提高抗干扰能力。(2)收发方感知本地频谱信息，根据建立的低速的信令信道，进行频谱感知信息交互。(3)收发方依据交互结果对本地基函数进行动态调整。(4)收发方利用重构的基函数，建立TDCS信道，以正常速率进入TDCS通信状态。远距离TDCS模型如图3所示。发射端通过谱估计技术，对环境电磁频谱进行采样，得到谱估计结果。将其与预先设定的干扰门限进行对比，将大于门限的干扰频点幅值置0，可用频点置1，得到幅度谱向量A={A0，A1，．．，AN－1}，记基函数频点集合为Ω。将Ak与随机相位ejθk相乘得到图3远距离TDCS框图Fig．3Long-distanceTDCSdiagram基函数的频域表达式，经过能量调整后用IDFT变换得到基函数的时域形式bn:bn=!1槡N∑N－1k=0Akejθkej2!knN，n=0，1，．．，N－1(2)其中功率调整因子!=N/N槡A，

频谱失配分析Fig．4AnalysisofSSM

【参考文献】：
期刊论文
[1]小波变换域通信系统中连续均值剔除算法[J]. 徐兵政,任清华,孟庆微,刘洋.  空军工程大学学报(自然科学版). 2018(04)
[2]远距航空通信变换域通信系统设计[J]. 王桂胜,任清华,徐兵政,刘洋.  计算机应用. 2018(02)
[3]联合信道状态编码的基函数生成算法[J]. 赵玮,刘立,张衡阳,郑博.  空军工程大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]联合多维特征的干扰识别技术研究[J]. 梁金弟,程郁凡,杜越,王鹏宇.  信号处理. 2017(12)
[5]隐蔽通信中变换域通信系统双门限基函数设计[J]. 梁源,达新宇,张喆,刘慧军.  华中科技大学学报(自然科学版). 2017(11)
[6]基于信号特征空间的TDCS干扰分类识别[J]. 王桂胜,任清华,姜志刚,刘洋,徐兵政.  系统工程与电子技术. 2017(09)
[7]变换域通信系统双门限基函数优化设计[J]. 梁源,达新宇,安卫国,曾武.  系统工程与电子技术. 2017(03)
[8]收发频谱不一致条件下的变换域通信系统基函数设计[J]. 谢铁城,达新宇,褚振勇,张衡阳,张磊.  吉林大学学报(工学版). 2014(06)

硕士论文
[1]变换域通信系统的关键技术研究与仿真分析[D]. 王柔溪.北京理工大学 2016



本文编号：3553992