抗频偏的突发GMSK混合信号单通道盲分离算法

针对突发GMSK混合信号的单通道盲分离问题,提出了一种基于逐幸存路径处理(PSP)的抗频偏盲分离算法。该算法通过在盲分离过程中对信道变化和频偏引起的相位变化分别进行跟踪,能大大提升算法对残余频偏的容忍能力。仿真表明,传统PSP算法能容忍的归一化频偏误差(相对符号速率)不大于2.0×10 4,而抗频偏算法在归一化频偏误差达1.5×10 2时仍然能收敛,且不需要对初始相位进行估计,同时分离性能相比理想条件下的PSP算法只下降了约1dB。     

一种基于过采样的单通道MPSK信号盲分离算法

针对单通道接收两个MPSK混合信号的盲分离问题,该文提出了一种基于过采样的盲分离新算法。该算法基于最优贝叶斯估计准则,利用粒子滤波对发送的符号和一些参数进行序贯估计,从而实现了混合信号的分离。算法通过对接收信号的过采样,利用了更多的接收波形信息,有效地抑制了噪声的影响。仿真实验表明,新算法具有良好的误码率性能。该文同时还从极大似然的角度,对分离算法的性能进行了分析,给出了算法的误码率性能界。     

单通道GMSK混合信号线性联合检测算法

对单通道同频同调制突发高斯最小频移键控(GMSK)混合信号联合检测问题进行了研究。基于混合信号的时延差异性和符号间干扰(ISI)特性,提出了一种分支联合判决反馈检测算法。检测时将每条支路当作单个GMSK信号,并通过其他支路的信息反馈来优化检测性能。理论和仿真表明,与最大似然检测指数复杂度相比,通过分支判决反馈,其复杂度降为线性,检测性能比无判决反馈时的检测带来了约2 dB的增益,并在高信噪比下接近逐幸存路径处理(PSP)算法。仿真分析了时延对分支联合反馈算法的影响:当混合信号的幅度相同,时延为码元整数倍时,混合信号不具有可检测性,并进行了理论推导;当混合信号可分时,相对时延越大,分离性能越好。     

PCMA系统中符号和定时联合估计

针对现有PCMA（paired carrier multiple access）信号处理算法需要先分离后解调,且解调性能受分离误差影响的缺点,提出了一种基于粒子滤波的符号和定时联合估计算法。首先通过对接收PCMA信号进行动态状态空间建模,然后在贝叶斯估计框架下,利用粒子滤波方法对符号和定时进行联合估计。仿真实验表明,该算法能够有效地进行定时估计,同时具有良好的误码率性能。     

实现单通道MPSK信号盲分离的MCMC新算法

本文根据单通道接收两路MPSK混合信号在过采样下的基本模型,针对粒子滤波算法在单通道信号盲分离中的性能瓶颈以及高复杂度问题,提出了基于MCMC方法的新算法。该算法对接收信号进行过采样处理,能够利用更多的波形信息,从而有效抑制噪声的影响。新算法利用Gibbs采样估计MPSK调制符号的后验概率,近似实现了贝叶斯最优估计,并利用最小二乘法实现参数的迭代估计。理论分析与仿真实验表明,相对粒子滤波算法,本文提出的新算法在误码率性能以及复杂度方面具有良好的表现。      

一种利用相位跟踪的星载AIS 信号单通道分离算法

针对星载船舶自动识别系统(AIS)中无法避免的信号混叠问题,研究了突发混叠信号单通道分离中广泛应用的逐幸存路径处理(PSP)与最大似然接收解调,提出了一种基于相位跟踪的AIS 信号单通道分离算法。该算法通过最小化混叠信号状态转移表中的欧氏距离,解决了信道估计与跟踪中由频偏和调制系数估计误差导致的相位畸变问题。仿真表明,该算法相位跟踪性能在归一化频偏误差(相对符号速率)大于2×10-2时仍然能收敛,该算法的解调误码率与抗频偏的PSP 算法及线性联合检测算法相比,当误码率等于10-3时,同道干扰信道下具有2 dB ～4 dB 的信干比性能优势。     

利用Gibbs采样的同频混合信号单通道盲分离

针对非合作接收的单通道同频数字调制混合信号,提出一种基于Gibbs采样的分离算法。该算法利用统计的方法获得未知符号序列概率密度的随机样本,运算复杂度随信道阶数的增加不呈指数增长。重点研究了基于单符号对、多符号对的分离算法和信道响应的跟踪,并对Gibbs分离算法和PSP分离算法的性能进行了详细的分析比较。仿真结果表明,针对2路QPSK调制的混合信号,在与L=4时的PSP算法具有近似分离性能的同时,Gibbs分离算法可使复杂度降低近17倍。     

连续相位调制信号的单通道盲分离算法研究

频谱紧凑的恒包络数字调制技术是未来数字通信的发展方向之一,而对于这类调制信号的单通道盲分离研究目前还较为少见,有效地解决连续相位调制信号的单通道盲分离问题具有较大意义。本文基于最优贝叶斯估计准则,通过重要性函数来接近系统状态的真实后验概率分布,利用改进的粒子滤波算法将连续相位调制信号的单通道盲分离问题转变为码元序列和未知参数序贯估计问题,从而实现盲分离。该算法通过对接收信号的过采样以及数据的递归调用,利用了更多的接收波形信息,有效地抑制了噪声的影响,并能克服相位连续性给算法带来的码间串扰。仿真实验以应用广泛的GMSK调制信号为例。实验结果表明,该算法明显优于标准粒子滤波算法,具有较好的符号估计性能和参数收敛性能。      

单通道混合信号盲分离算法

介绍了单通道混合信号的概念及盲源分离的现状,对实时线性混叠盲分离方法展开研究,分类探讨基于变换域滤波、多参数联合估计、符号序列与信道参数联合估计以及多维映射的单通道混合信号盲分离方法,分析比较各类盲源分离方法的处理对象、前提条件和优缺点,并进行了总结.最后通过仿真实验分析了基于粒子滤波与编码辅助的单通道盲分离方法中粒子数目、编码方式、源信号幅度比和频差等对分离算法性能的影响.     

基于非线性滤波的非对称PCMA信号盲分离

针对非对称PCMA（Paired Carrier Multiple Access）信号盲分离问题,在一种低复杂度的盲分离结构基础上,提出了一种基于非线性滤波的盲分离算法,并深入研究了弱信号影响下强信号解调误码率理论界。该算法在混合信号按强信号同步的基础上,利用弱信号波形的可预测性,引入非线性滤波的方法对弱信号的波形进行预测,从混合信号中减去预测的弱信号波形来降低强信号解调误码率。仿真结果表明,经非线性滤波后强信号解调误码性能比对混合信号直接硬判决时强信号解调误码性能有较大提升。      

基于数字正交方式实现的一种GMSK调制

从GMSK调制原理出发,分析了GMSK信号的特征,依据正交调制理论,由CPM调制的公式推导出GMSK调制的载波相位和正交I、Q分量运算公式,并提出以DSP、FPGA、DUC为平台的GMSK调制算法实现方案.文中方案成功用于某测试仪项目,根据用户需求选择码元类型、码元速率、BTb值、载波频率等参数实现了GMSK调制信号的产生.     

一种GMSK的均衡方法

针对GMSK信号的一种基于鉴频以后利用FFT变换来进行突发检测和时偏估计的算法,介绍了一种适用于调频信号的均衡方法.由于调频信号经过鉴频器以后得到一个实信号(可以看作是一个近似的二相调制),利用此特性采用基于信道估计(CEQCID)的均衡算法,利用巴克码良好的自相关性来估计信道的特性,采用判决反馈均衡器(DFE)来对信号进行均衡,得到的效果较好.由于将信号转化为实信号,使计算复杂度大大降低.     

GMSK中频数字化非相干接收机的设计与实现

针对突发模式下的GMSK信号,设计并实现了一种非相干数字化接收机,并且提出了一种更容易硬件实现而且频谱更好的GMSK信号产生方式。该接收机为了降低系统的复杂度,接收机采用2bit差分的方式按样点先进行信号解调,然后利用提出的基于引导码的位定时算法,在8个符号之内实现了位定时的快速捕获。最后在FPGA上的实现证明了接收机的可行性和优越性。     

GMSK混合信号时延的并行估计算法

在GMSK信号线性近似的基础上,提出一种GMSK混合信号时延的并行估计算法.利用过采样混合信号的自相关函数建立平坦衰落条件下GMSK混合信号时延参数的并行估计方程组,并推导了并行时延估计的克拉美劳界.针对估计方程组中GMSK成型滤波器的复杂非线性特性,采用多项式拟合方法进行简化并利用收敛速度较快的梯度下降法进行数值求解.仿真结果表明该算法对GMSK混合信号时延参数的估计较准确,其估计误差方差与时延估计性能的克拉美劳界较为接近.该时延并行估计算法具有不需要前导字、计算量较小的优点,为混合信号的进一步盲处理打下基础,具有实际意义.     

Symbol timing recovery for GMSK modulation based on squaringalgorithm

A new all-digital symbol timing estimator for GMSK signals is proposed. It is based on the squaring algorithm and has a feedforward structure. Performance in AWGN channel is assessed by computer simulation, and is compared with the modified Cramer-Rao bound and other existing algorithms. The performance of the proposed estimator is shown to be close to that of the ML algorithm     

A fully digital noncoherent and coherent GMSK receiver architecturewith joint symbol timing error and frequency offset estimation

We propose a fully digital noncoherent and coherent Gaussian minimum shift keying (GMSK) receiver architecture with joint frequency offset compensation and symbol timing recovery. Carrier phase offset can be estimated if the coherent demodulation mode is adopted. The converted base-band complex signal is first frequency discriminated and then passed through a digital filter which performs a fast Fourier transform (FFT). The frequency offset can be estimated from the DC component of the FFT, and the symbol timing error can be estimated from the phase angle of the FFT at a specified frequency which is equal to an integral multiple of half the bit rate. These two estimated parameters are then used for frequency offset compensation and symbol timing recovery during a preamble period. Coarse carrier phase can be estimated by averaging sampled in-phase and quadrature-phase signals and finding its phase angle within the preamble period after carrier frequency offset is estimated and compensated. The bit error rate (BER) performance of this GMSK receiver architecture is assessed for an additive white Gaussian noise (AWGN) channel by computer simulation     

极小BTb参数GMSK信号的非相干解调

针对高斯滤波器与码元间隔乘积极小（BTb≤1/6）的最小高斯频移键控（GMSK）信号解调,研究了基于1比特相位差分、2比特相位差分和基于维特比（Viterbi）检测算法的相位差分的解调方法,给出了不同了BTb下维特比检测的状态转移计算方法,有效的克服了极小BTb参数引入的码间串扰对解调误比特率的影响。仿真结果表明,在BTb=0.15的情况下,采用基于2比特相位差分的维特比检测（截断长度为4Tb）是较好的解调方案。     

盲分离算法在MIMO雷达和通信中的应用研究

将盲分离算法应用于多输入多输出(MIMO)雷达抗干扰和MIMO通信符号检测中。首先,利用信号相互之间以及与干扰之间的独立性,通过盲源分离算法,将各个信号分离出来;然后,雷达中通过匹配处理,完成信号检测;通信中利用少量的训练序列完成信号的匹配以及相位和幅度的校正。仿真结果表明:无论在雷达或通信中,均可获得优良的性能。     

Carrier phase synchronization for GMSK signals

Several carrier phase recovery schemes for Gaussian minimum shift keying (GMSK) modulated signals are derived and analysed in terms of squaring loss and acquisition time. Two bandwidths are considered for the GMSK signal: BT_b=0.5 and 0.25, following the recommendations of the Consultative Committee for Space Data Systems. Pre‐encoding is assumed to remove the inherent differential encoding of the GMSK modulations. The carrier phase recovery schemes are derived from the approximate expression of the GMSK signal as an OQPSK signal or as the superposition of two OQPSK signals maximum a posteriori/maximum likelihood phase estimation is considered, with perfect clock reference; both non‐data‐aided and decision–directed schemes are analysed. Moreover, in the case of GMSK with BT_b=0.25, an equalizer is also included in the synchronizer loop to remove inter‐symbol interference. High and low signal to noise ratio (SNR) approximations are considered to simplify the structure of the synchronizers. It is shown that, for the considered BT_b values, the complex synchronizers initially derived do not provide any improvements over their simplified versions; the introduction of the equalizer for GMSK with BT_b=0.25 leads to a better performance. Moreover, it is shown that GMSK with BT_b=0.5 has a better performance than unfiltered OQPSK, which is better than GMSK with BT_b=0.25. The SNR values above which the high SNR approximation turns out to be convenient with respect to the low SNR approximation are also given. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.