摘要：移动物联网(Internet of Things, IoT)通信是6G的关键技术之一,面对多变的地面基站环境,无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)辅助通信被认为是物联网通信的重要组成部分,已受到广泛关注。通用滤波器多载波(Universal Filtered Multi-carrier, UFMC)作为一种新型非正交多载波调制技术,继承了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的优势,主要应用在短数据包突发通信场景中,被认为适用于下一代无线物联网通信。但是,在无人机的高速移动环境下,通信信号会遭受显著的多普勒频移影响,产生严重的载波间干扰(Inter Carrier Interference, ICI),导致UFMC系统性能的显著下降。为了缓解ICI问题,本文首先理论分析、推导了存在多普勒频移时UFMC系统的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)。根据SINR分析,可见将UFMC波形滤波器通带波动优化调控的足够小以及加快过渡带衰减有利于提升系统抗ICI能力。因此,本文提出了基于波形滤波器优化设计的干扰抑制方法,构建了符合UFMC通信需求的波形滤波器最优化设计数学模型,该模型可以有效地调控波形滤波器的通带波动,通过遍历搜索可求解得到使系统误符号率(Symbol Error Rate, SER)相对最优的波形滤波器。在考虑多普勒频移的系统仿真中,SER对比结果表明:与采用传统波形滤波器的UFMC系统相比,本文根据约束最小最大(Constraint Minimax, CMM)准则遍历搜索设计的波形滤波器可以有效地抑制系统ICI从而改善SER。这为未来移动物联网通信系统的波形设计提供了参考。

摘要：为了设计近似最优的稀疏码本,以多用户叠加星座点的误符号率性能为评价指标,分别针对上行、下行传输信道,设计了适用于瑞利衰落信道的近似最优稀疏码本。基于叠加星座点与误符号率的数学模型,提出了一种近似最优稀疏码本的设计方案,码本的设计步骤包括因子图矩阵的设计、码字对的匹配以及最优旋转角度的确定。仿真结果表明,所提码本设计方案能够达到近似最优的误符号率性能。

摘要：针对现有联合设计的通感一体化波形对运动目标探测性能不足的问题,该文提出了一种具有多普勒容忍性的通感一体化波形联合设计方案。首先,基于脉冲串模糊函数,推导了构造多普勒容忍波形等价于波形在相关区内具有极低的积分旁瓣电平。基于此,构建了以最小化一体化波形的加权积分旁瓣电平为优化准则,以发射波形的能量、峰均功率比以及与通信波形之间的相位差为约束条件的优化问题,从而实现具有多普勒容忍性的通感一体化波形的构造。由于该优化问题的非凸性,该文提出一种基于优化最小化的迭代优化算法对其进行求解。数值仿真实验表明,相比传统一体化波形,该文提出的一体化波形具有更高的多普勒容忍性和更低的误符号率,在保证通信质量的前提下显著提升了通感一体化系统对运动目标的探测性能。

摘要：提出了一种基于极化多维星座的正交频分复用（OFDM）物理层安全通信机制,通过高维星座设计,可以有效地加密调制信息,保护无线通信的调制信息不被发现,从而保证无线通信的安全.在此基础上,推导并仿真了系统误码率性能和频谱利用率.仿真结果证明,OFDM极化多维星座调制方案可以有效防止窃听者获取调制信息,并且其误符号率及频谱效率都显著优于传统OFDM-QAM调制.

摘要：针对协作式终端直通(device-to-device,D2D)系统中蜂窝链路和D2D链路相互干扰的问题,提出了一种星座旋转辅助的干扰避免策略,以改善系统的误码性能。首先,对系统中各发射节点的信号星座图进行旋转,并对信道相位信息进行预补偿;然后,令不同的发射节点使用相互正交的信道发送信号,利用复信号同相分量和正交分量之间固有的正交性来避免相互干扰;最后,以最大化最小欧氏距离为目标,对星座旋转角度进行优化设计,从而有效降低蜂窝通信和D2D通信的误符号率。仿真结果表明,在系统采用QPSK作为调制方式且平均信噪比大于20dB的条件下,与传统的协作双向传输策略相比,所提出的策略能够使误符号率由10^(-1)下降至10^(-3)。

摘要：回顾了水声信道的特性,针对其复杂多变和强多途特点,建立了包括时变衰落、多途干扰和加性高斯白噪声干扰的水声信道模型。在此基础上设计了一种采用非相干FSK调制的水下跳频通信系统(FH/MFSK),描述了其仿真实现过程,给出了在不同水声信道条件下的系统性能仿真结果,并对其进行了详细分析,为水声信道中FH/MFSK系统设计的参数选取和性能优化奠定了基础。结果还表明FH/MFSK水下通信系统可以有效克服多途干扰,实现可靠的水下通信。

摘要：本文针对有限字符输入下多中继通信系统,推导了源和中继节点总功率受限条件下的安全互信息量。在已知理想信道状态信息的条件下,给出了一种基于对窃听节点迫零的波束赋形方案,并设计了一种提高安全互信息量的功率控制策略。针对所提功率控制策略,研究了该策略下目的节点和窃听节点的平均误符号率性能,分析表明该策略在高信噪比下存在误码平层。针对误码平层缺陷,本文提出了一种高信噪比下适当增大源节点发射功率的改进方案。改进方案虽然损失了部分安全互信息量,但换来误符号率的明显改善,消除了功率控制方案的误码平层问题。

摘要：针对阶数为3×2p的非标准调制与纠错编码难以匹配的问题,提出了一种面向6阶正交幅度调制(QAM)的双层编码调制传输方案。在发送端,采用有限域GF(2)低密度奇偶校验(LDPC)码与GF(3) LDPC码进行分层编码,并将两种编码码字映射为6进制码字后进行6-QAM调制;在接收端,根据GF(2) LDPC码和GF(3) LDPC码的译码顺序,设计了两种双层迭代译码方法。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,执行一次整体迭代译码时,先执行GF(3) LDPC码译码的6-QAM分层编码调制方案比先执行GF(2) LDPC码译码的方案获得了更优的误符号率(SER)性能;随着迭代次数增加,纠错性能可获得进一步改善。比较6-QAM与6阶相移键控(6-PSK)调制,若先执行GF(3) LDPC码译码,当SER为10-5时,6-QAM结合双层LDPC码的传输方案在AWGN信道下可获得约1.3 dB的增益。

摘要：空间调制(SM)利用发送天线索引和发送调制符号共同承载5G发送信息,通过对SM系统的星座图进行设计,能够显著提升系统性能。为此,分析一致界理论并引入SM系统误符号率最小化准则,提出一种新的星座图设计算法。该算法得到的Star-QAM星座图由多个环构成,并且每个环的半径大小在系统工作之前确定,从而降低额外开销。仿真结果表明,相比传统幅度相位调制星座图,该算法设计的Star-QAM星座图可有效提升系统误码性能。

摘要：为解决采用最小均方误差(MMSE)信道预测的发射天线选择(TASP)/接收天线最大比合并(MRC)的无线通信系统设计问题,利用抛物柱面函数以及高斯Q函数的近似表达式和矩生成函数(MGF)法,分别推导了瑞利块衰落信道上采用TASP/MRC天线分集的相干检测M进制正交和双正交信号的平均误符号率(ASER)精确表达式以及正交信号ASER的近似表达式。数值计算和仿真结果验证了采用TASP/MRC和相干检测的正交/双正交ASER精确表达式的正确性以及正交信号ASER近似表达式的准确性。上述M进制正交/双正交信号ASER精确或近似表达式,可用于设计采用相干检测M进制正交和双正交信号的TASP/MRC天线分集系统,并能够快速地确定收发天线数和信道预测器级数等参数,避免耗时的计算机仿真。