扩频系统中低复杂度多径消除技术研究

为了消除扩频系统中的多径干扰,文章基于稳态零点不变的原则对多径估计延迟锁相环(MEDLL)进行研究及改进.文中给出了伪码跟踪环路的结构框图,并建立了多径干扰下环路的数学模型.在只考虑一路多径干扰信号的情况下分析了多径干扰信号对环路鉴相特性的影响.文中介绍了MEDLL,在保持环路稳态零点不变的情况下提出了零点不变估计延迟锁相环(ZFMEDLL),并将其相对于常规DLL、窄带DLL和MEDLL在稳态相位误差性能、噪声性能和实现复杂度方面进行了仿真比较.结果表明,ZFMEDLL相对于MEDLL在多径消除性能上有很大改进.     

动态和噪声环境下伪码和载波联合测距算法研究

在分析伪码和载波跟踪环性能的基础上,给出了跟踪环路的最优带宽.根据实时估计的信噪比动态的更新环路带宽,减小噪声带来的跟踪误差.针对载体的动态性利用AFC算法快速得到多普勒频率,并利用载波辅助伪码跟踪环路,可以在较窄的环路带宽下跟踪高动态的扩频信号,从而可以很好地抑制宽带噪声,提高跟踪精度.理论分析和仿真表明,该方法能有效改善环路的动态性能和跟踪精度,满足系统要求.     

并行组合扩频系统的抗干扰性能分析

分析了该系统抗单频干扰、窄带干扰及宽带干扰的性能，并与传统扩频系统的抗干扰性能进行了比较，在码片速率与信息速率相同的情况下，并行组合扩频系统的抗干扰性能明显优于传统扩频系统。     

多径信道中扩频信号伪随机序列盲估计

为解决异步直扩序列的盲估计问题，提出采用独立分量分析（ＩＣＡ）结合主分量分析（ＰＣＡ），在信道未知情况下有效盲分离多用户多径直扩信号和扩频码信息.由于不同用户信息是相互独立的且扩频序列是非相关的，对于某个用户，如果不存在多径效应，直接采用独立分量分析估计得到扩频序列；对于多径信号，进一步利用m序列的三阶相关特性估计出扩频序列.在高斯噪声下的性能分析表明，独立分量分析结合m序列三阶相关特性的盲估计过程，可以在不知道扩频码同步信息的情况下对异步多用户信号进行盲分离和估计.算法利用了ＣＤＭＡ系统的扩频增益，可以在低信噪比条件下盲估计扩频序列.     

自适应非线性滤波技术在导航接收机的应用

针对典型海域干扰噪声表现为大气噪声和随机窄带干扰叠加的特点,提出了直接序列扩频体制的无线电导航接收机中窄带干扰抑制的方法,即在解扩前通过自适应非线性滤波技术来预测干扰信号的频率,从而衰减窄带干扰.将近似条件均值滤波函数应用于自适应非线性滤波的干扰预测中,描述了该系统的状态空间模型并对导航接收机输出信噪比进行计算.计算机仿真对比表明,该方法比传统的扩频接收机更优,不仅提高了导航接收机的输出信噪比,而且提高了系统的稳定性.     

混沌超宽带频率自适应DAA设计

为了解决超宽带(UWB)与现有窄带无线通信系统干扰问题,采用高斯7阶导脉冲作为UWB原始脉冲,使用Tent混沌序列作为扩频序列码,提出混沌扩频-载波调制算法,设计了一种混沌超宽带频率自适应检测避让(DAA)方案,可以保证稳定的UWB正常发射功率,具有较高的传输效率,能进行无间断通信. 仿真结果表明,产生的自适应陷波脉冲能够实现任意频段陷波,直接序列扩频系统中采用Tent混沌序列扩频码的误码率性能明显优于传统伪随机序列扩频码,具有灵活的窄带干扰抑制能力.     

一种精确估计多载波扩频系统中单音干扰参数的新方法

提出了一种精确估计多载波扩频系统中单音干扰参数的新方法，利用解调解扩中离散傅里叶变换(DFT)的计算结果，通过选取其中能量最大的两条谱线进行分析，能够对单音干扰的频率、振幅以及初始相位等参数进行精确的估计，该方法复杂度低，并可弥补常规方法仅采用单条最大能量谱线进行参数估计的不足．仿真实验表明，该方法具有速度快、精度高、参数估计全面的优点．     

一种用于多码扩频水声通信的假设反馈均衡算法

在水声通信中,受到信道带宽的限制,直接序列扩频传输的数据率较低,为提高系统数据率,对多码扩频的应用进行研究。但在此情况下,受到信道快速时变以及码间干扰与子通道间干扰的影响,传统RAKE接收机可能无法完成正确解调。一种应用于直接序列扩频的假设反馈均衡器采用码片级的自适应均衡以及对假设序列的反馈,能够有效地跟踪补偿信道时变与码间干扰,但是对于多码扩频系统,由于未对子通道间干扰进行抑制,直接应用将导致系统性能损失。为此,提出一种改进的假设反馈均衡算法,它引入并行干扰消除结构并将其与假设反馈均衡相结合,能够同时实现时变信道跟踪以及码间干扰与子通道间干扰抑制。仿真结果表明采用此算法可以显著提高多码扩频系统的性能。     

GPS M码信号压制干扰样式效能分析

针对GPS M码信号的特点和在抗干扰方面的优越性,为实现对其有效干扰,以接收机相关滤波输出功率谱变化情况作为定性评估依据,以码跟踪误差和星历误码率作为定量评估指标,对单频、带限高斯噪声和同速率伪码3种典型压制干扰样式的干扰效能进行分析。通过建立M码信号的接收系统模型,从理论上推导了干扰对各具体评估要素的影响过程以及各要素之间的统一性。仿真结果表明,单频干扰效果最好,消除副载波调制影响的同速率伪码干扰次之,带限高斯噪声干扰效果较差。考虑到单频干扰对干扰频偏设置的较高要求以及容易被接收机通过频域滤波而抑制掉的实际情况,结合实施灵巧干扰的难易程度,可选择同速率伪码干扰作为对M码信号的压制干扰样式。     

基于Hilbert成型波形变换的基带DSSS调制方法

针对传统直接序列扩频调制系统传输速率和频谱效率低的问题,基于扩频码、扩频调制信号和希尔伯特(Hilbert)变换的优良特性,对原基带成型函数进行Hilbert变换,得到新的成型函数。利用两个基带成型函数并行传输两路基带信息,提出了基于Hilbert成型波形变换的基带直接序列扩频调制方法,并对调制信号支路间、码间干扰特性进行了理论分析和仿真实验。结果表明:加性高斯白噪声信道条件下,该方法在不降低系统传输性能、不扩展系统传输带宽、不增大单位比特信息发射功率的前提下,将基于单一扩频码的直接序列扩频调制系统的传输速率提高到原来的2倍。     

基于高斯和功率谱特性的小波调制识别研究

小波调制是一种全新的多载波通信调制方式,该文基于OFDM和小波调制信号的渐近高斯分布和频谱特性,探讨了加性高斯白噪声信道条件下小波调制信号的识别。利用调制信号的高阶统计量和功率谱峰度为分类特征,采用信噪比与特征参数联合估计的方法,分别实现多载波与单载波调制信号、OFDM与小波调制信号的识别。仿真实验结果表明,该方法具有良好的识别性能,且能很好的抑制高斯噪声的干扰。     

高斯噪声与窄带干扰同时抑制技术

为了抑制接收信号中的高斯噪声和窄带干扰,在进一步分析边带相关置换（SCR）算法的基础上,提出了一种新的高斯噪声和窄带干扰抑制算法——循环边带相关置换（CSCR）算法. CSCR算法将SCR思想引入循环谱相关理论中,利用循环谱相关可有效抑制高斯噪声的技术优势,在接收信号的谱相关密度函数中用相对于窄带干扰的边带对称值代替干扰值来重构期望信号,从而实现了高斯噪声和窄带干扰的同时抑制. 该算法对谱相关密度谱对称的调制方式均适用. 通过对2PSK信号的计算机仿真表明,循环边带相关置换算法可以有效抑制高斯噪声和窄带干扰.     

单频估计的自相关混合算法

对于高斯白噪声中单频复正弦信号的频率估计,提出一种基于信号自相关的混合算法。以自相关项相位加权平均方法获得估计初值,再以迭代方式利用自相关项进行频率估计。获得比迭代线性预测算法(ILP)更低的信噪比门限,估计方差在高信噪比时接近Cramér-Rao限,且优于ILP算法。该算法特别适于频率估计范围较窄但要求低信噪比的应用,性能分析和仿真结果说明了该方法的优越性。     

组合信道干扰下的非相干混合扩频通信系统性能分析

在MFSK调制非相干混合扩频通信系统信道中出现部分带宽噪声干扰、多用户干扰、非选择性慢莱斯衰落和高斯白噪声等噪声干扰的情况下,对混合扩频通信系统的性能进行了分析。并且给出了非选择性慢莱斯衰落、部分带宽噪声干扰、混合系统中总用户数、信噪比和M对非相干异步DS\|SFH混合扩频通信系统性能的影响。     

高斯白噪声中正弦信号的初相估计

对正弦信号初相估计精度受噪声影响较大,本文提出了一种在加性高斯白噪声中对正弦信号初相估计的方法。该方法基于DFT和Chirp-Z变换,用Chirp-Z变换进一步细化频谱,从Chirp-Z变换的相位中得到正弦信号初相估计值。与传统的基于DFT相位的初相估计法相比,该方法受噪声影响较小,能得到更加精确的频率估计值,从而具有更高的初相估计精度。仿真结果表明了此方法的有效性。     

单个正弦波时正交矢量谱估计方法的改进

单个正弦波频率估计在很多领域有广泛的应用。中针对单个正弦波频率估计的一些特殊性进行讨论，提出了两种各具特色的正交矢量谱估计的改进方法。其中，OV—LP法，即基于线性预测的正交矢量法，只需改变线性预测误差滤波器第一个系数即可变成正交矢量谱估计方法；而MOVSS法是OVSS方法的特殊修正法，其巧妙的构思，使得它既是正交矢量谱估计法，同时计算量又很小。两种改进算法的共同特点是：谱估计质量提高大，而相对计算量很小，理论分析和模拟实验证明了这个结论。     

扩展频谱通信系统处理增益的分析

近年来,扩频通信以它多种优越的性能在通信、导航、测量等领域迅速发展起来.扩频通信最重要的特性就是它的抗干扰性,因此从扩频通信的基本模型出发,计算了该系统对白噪声干扰、单频正弦干扰和其它扩频信号干扰的处理增益,分析了各种形式的干扰对于扩频通信接收机模型这一系统的影响,证明了系统的处理增益都与频谱扩展的倍数成正比,说明了对信号频谱扩展得越宽,处理增益越大,抗干扰能力越强.一些书中已经给出了处理增益的分析,但理论推导过于繁琐,还有个别错误之处.给出了简洁明了的证明,修正了某些错误.扩频通信是先进的通信技术,目前在石油化工系统应用较少,本文的证明有助于扩频通信在石油化工系统中的应用研究.     

扩频通信中组合自适应抗干扰技术

研究了自适应滤波技术在扩频通信中的窄带干扰抑制作用,针对当前自适应滤波器在实际中存在数值稳健性问题作了深入详细的分析,提出了一种新的组合滤波器模型的解决方法,具体以中心抽头的自适应横式滤波器为基本滤波器结构,在此基础上构造出新的组合滤波器结构,并在理论与实践上对两者作了分析对比。     

Micro-Doppler parameter estimation from a fraction of the period data with the MMSE criterion

The micro-Doppler characteristic of a rotation target can be represented by a sinusoid. Sometimes the integrating time is shorter than the rotation period. In this case, a new method based on the minimal mean-square error(MMSE) for estimating the micro-Doppler parameter from a fraction of the period data is proposed. The error function is constructed between sinusoid and micro-Doppler signal extracted from the time-frequency distribution of the echoes. Solving the error function in the criterion MMSE, we can obtain the rotation micro-Doppler parameters, i.e. rotation rate and rotation radius. We also prove that the discretisation error and Gaussian white noise induced by extracting the micro-Doppler signal have little effect on the accuracy of the estimated parameters. The validity and accuracy of the proposed method are evaluated via both simulation and experimental data.     

频谱重叠度对扩频通信的性能影响分析

传统对扩频通信的分析都是从时域进行分析处理的,且相关的分析研究都是针对伪随机码元波形(PCW)采用二值矩形波的. 为此,从干扰和扩频信号频谱重叠的角度对扩频通信的抗干扰误码率(BER)进行分析,提出了频谱重叠度(SOD)的概念. 从频域的角度对BER公式进行分析,使得理论和直观的物理概念一致;给出了BER和SOD的数学表达式,推导证明了BER为SOD的单调递增函数,为扩频系统提供了一个规避干扰的扩频信号设计准则. 此外,给出了任意伪随机码元波形下扩频通信系统的BER性能分析. 实验结果验证了SOD理论的正确性.