大动态PCM/FM遥测信号的非相干解调

针对大动态低码率PCM/FM遥测信号的可靠接收问题展开研究,给出了一种基于连续相位调制（CPM）信号原理的载波频偏矫正及差分序列检测的非相干接收方案。针对限幅鉴频、多符号检测及差分序列检测等3种非相干解调算法,介绍了各自应用于PCM/FM信号的算法原理,并比较了3种算法的解调性能及对大动态环境的适应能力。计算机仿真表明,在无残留频偏情况下,2符号相位差分序列检测性能最好;但在0.05倍码速率的残留频偏下,1符号相位差分序列检测的性能更好,优于2符号相位差分序列检测、限幅鉴频检测和多符号非相干检测。对PCM/FM信号的讨论包含了几种典型的非相干解调,对大动态环境下的PCM/FM接收有重要的参考价值。     

JTIDS信号宽带接收方法及其FPGA实现

为了实现对联合战术信息分发系统( JTIDS)信号的宽带接收,设计了一种基于多相滤波器的信道化接收方法。该方法通过对JTIDS的模拟信道和数字信道进行合理划分,将宽带接收转化为多个窄带接收,然后再结合多相滤波器进行跳频频点检测,以实现全概率的JTIDS信号宽带接收。给出了此信道化接收模型的现场可编程门阵列( FPGA)实现方案,并对仿真和硬件测试结果进行对比分析。仿真与FPGA测试结果表明,该接收模型可以精确实时地接收JTIDS宽带信号。     

基于线性预测的多普勒频率估计方法研究

PCM/FM是遥测系统中广泛采用的一种编码调制方式。分析了基于DSTFT解调PCM/FM信号时采用逐频点搜索修正多普勒频率的方法存在的不足,提出了基于线性预测的多普勒频率估计方法,该方法通过对单一码元内的数据进行线性预测,扩展了有效数据的长度,在降低运算量的同时提高了频率分辨率。理论分析与仿真结果表明,这种方法能够利用较短的数据完成较高精度的多普勒频率估计。     

一种基于MSD的同步方法

针对PCM/FM系统中多数同步方法都需要在接收端添加额外的软件代价比较大的特点,基于多符号检测(MSD)的PCM/FM信号软件化解调系统,研究了一种基于MSD的迟早门载波同步和升降频码同步方法。利用MSD自身的优势,就地取材,简单地对本地时延和频偏进行加减即可达到同步要求。详细研究了低信噪比环境下,可变步长的时频同步方法,仿真了几种指标之间的关系。在系统代价较低的情况下保证了同步的快速实现。     

一种有效的宽带数字侦察接收机信号检测方法

针对宽带数字式搜索接收机信号处理中的高分辨率谱估计和弱信号漏检问题,提出一种有效的处理方法。首先采用数字信道化接收机进行均匀窄带划分,并对各窄带信号进行FFT运算后拼接出整个接收带宽内的频谱,然后采用形态学滤波方法估计起伏的噪声基底并修正,最后根据修正频谱的噪声谱线的分布特征估计出自适应检测门限,并与修正频谱比较完成宽带接收信号的检测。理论分析和仿真试验验证了方法的有效性。      

基于二分搜索的宽带多普勒模型信号捕获方法

针对深空通信等超高动态低信噪比通信场景中,传统信号捕获方法存在着动态范围不足、精确度不够以及使用窄带多普勒模型导致对接收信号近似精确度不高的问题,提出一种基于二分搜索的接收端采样率调整方法。使用宽带多普勒模型对接收信号进行建模,并使用扫频余弦类信号进行多普勒频偏估计和定时估计,处理多普勒伸缩后的信号与本地信号采样率不匹配的问题。对所提方法进行同步性能仿真,仿真结果表明,所提方法采用正反扫频线性调频(UD-LFM)信号,能在信噪比为-49 dB、最大多普勒频偏为2 MHz的条件下,多普勒频偏估计误差小于400 Hz,定时估计误差不超过60 ns。相比不使用本文所提方法进行直接捕获,本文所提方法具有更高的捕获精确度以及更低的信噪比门限。     

短波COFDM空、时、频系统迭代检测算法

短波信道是一个复杂的时变信道,多径效应、本振频偏、多普勒频移和时变衰落都为OFDM技术的应用造成了很大困难.本文设计的COFDM短波多天线接收系统,分别采用了多天线接收,串行级联卷积码(SCCC)编码,OFDM调制,可以分别达到空间、时间和频率上面的分集,从而改善了系统的性能.采用基于期望最大化(EM)算法与MAP译码算法相结合的迭代频偏、信道跟踪和信号检测算法.可以有效地克服短波时变信道的影响.计算机仿真结果表明,本文算法随着迭代次数的增多系统性能得到优化,而且,多天线系统比单天线系统有更好频偏、信道跟踪和信号检测性能.     

高效LDPC码及OFDM在遥测系统中的应用研究

对LDPC编码技术和OFDM调制技术在PCM/FM遥测系统中的应用进行了研究,提出一类具有线性编码复杂度的QC LDPC码,建立LDPC OFDM的PCM/FM系统模型.仿真结果表明,把LDPC编码技术和OFDM调制技术结合起来应用于PCM/FM遥测系统中可以提高系统的可靠性和频带利用率,有利于高速率数据传输的实现.     

卫星CDMA基带信号的大频偏估计算法

在卫星移动通信中，多普勒频偏是一个不能忽视的消极因素。随着多普勒频偏的增大，信道状况无法长时间保持平稳，伪码的完整相关已经不能满足信道估计的要求。针对大频偏卫星CDMA信号的基带接收，提出了一种利用“部分相关”算法进行频偏估计的思路。通过“部分相关”处理，在保证系统噪声性能的同时，扩大了基带接收处理过程所允许的频率偏差范围。该方法可以广泛用于大频偏下扩频系统的频偏估计。对该方法进行了性能分析和计算机仿真，结果表明“部分相关”方法可以得到良好的系统性能。     

时变均匀分布信号的自适应信道化滤波接收技术

在非合作接收中,常常会面临接收带宽内多路通信问题,其信号带宽、位置及个数对接收端来说都是未知的,在现代电子战中,信号还往往具有时变性。针对此问题,本文提出一种针对时变均匀分布信号的自适应信道化接收算法及其系统实现方案,该方法包含动态信道化内核设计、无盲区接收、频谱拼接、参数估计以及偏差校正自适应接收,能够在缺乏先验信息的前提下对均匀分布的时变中频多路信号进行信道化接收。实验结果表明,该方案能有效克服频偏等未知因素的影响,使各路输出的中心频点较准确的对准0频,在无人值守的情况下实现自适应接收。      

A channelized digital ultrawideband receiver

A channelized digital ultrawideband (UWB) receiver that efficiently samples the UWB signal at a fraction of the chip frequency is proposed. The received signal is channelized in the frequency domain by employing a bank of mixers and low-pass filters. After sampling at a much reduced frequency, digital synthesis filters optimally estimate the transmitted signals. The signal-to-noise ratio (SNR) of the proposed receiver has been solved and compared against an ideal conventional receiver, which is defined as a receiver that samples at the signal Nyquist rate. When finite resolution analog-to-digital converters (ADC) are employed in the presence of a large narrowband interferer, the proposed receiver significantly outperforms the ideal conventional receiver. For example, the SNR of the proposed receiver is as much as 20 dB higher than the ideal conventional receiver when a 4-bit ADC is used in the presence of a 50 dB (relative to the noise floor) brickwall narrowband interferer with a bandwidth of 15% of the chip frequency.     

Error rates for narrow-band digital FM with discriminator detectionin mobile radio systems

Error rates for a narrowband digital FM system with discriminator detection in a land mobile radio channel characterized by fading and Doppler frequency shift are obtained using a new analytical method. The fading rate is assumed to be much slower than the bit rate so that signal distortion through a narrow bandpass filter can be analyzed via a quasistatic approach. An experiment was conducted using a Rayleigh fading simulator, and the error rate measurements are shown to agree well with the calculated results, except at high SNR (signal-to-noise ratio) where an irreducible error rate was observed     

GMSK信号的多普勒频移快捕和跟踪

GMSK信号具有良好的频谱和功率特性,特别适用于功率受限和信道存在非线性、衰落以及多普勒频移的数字卫星移动突发通信系统。本文提出了一种GMSK信号的多普勒频移快捕和跟踪方法。该方法根据突发通信时帧结构的特点,采用独特码和FFT并行处理信号能量检测、帧同步检测和多普勒频移快捕,并采用判决反馈PLL环跟踪多普勒频移的变化。仿真结果表明,多普勒频移在-Rb／2～Rb/2范围内变化时,与理论值相比,采用该方法的准相干解调器误比特率Pb 性能恶化仅为0．3dB。在信息速率Rb=9．6kbps时,多普勒频移速率可达4000Hz／s。     

调制混合滤波器组的宽带模拟信号采样研究

对于超宽带模拟信号,很难用单个模拟数字转换器（ADC）直接进行采样。该文提出了一种新的并行调制混合滤波器组结构用于实现超宽带模拟信号的采样,首先,将每一路宽带模拟输入信号进行余弦调制,并用相同的低通模拟滤波器均匀分割输入信号的带宽;然后,采用相同的ADC将子带信号数字化;各路子带信号通过上采样器后用数字综合滤波器综合得到原宽带模拟输入信号的数字重构。综合滤波器采用总体最小二乘准则下的特征值滤波器设计方法得到。本文所提出的系统结构不需要使用高速的采样保持电路,降低了系统实现的难度,并且设计的系统具有与其它混合滤波器组相近的重构性能。仿真结果表明了本方法的有效性。      

Field experiments of narrowband digital FM transmissions withdiversity reception at 1.45 GHz carrier frequency

Field experimental results of narrowband digital FM signal transmissions at 1.45 GHz carrier frequency was reported. A 16 kbit/s Gaussian-filtered MSK (GMSK) was employed for the modulation scheme. Transmitted signals were received by a two branch space diversity receiver using improved frequency-detection schemes. The measured bit-error rates (BERs) are presented     

用DDS+PLL实现多普勒频移补偿

在低轨道卫星(LEO)通信链路中,由于星地之间相对运动速度较快而存在较大的多普勒频移,为了保证通信质量,必须对多普勒频移进行补偿。基于DDS+PLL技术实现对多普勒频移补偿的方法是一种开环控制方式,这种方法结合了DDS的频率分辨率高和频率捷变速率快等优点,以及PLL具有的窄带滤波跟踪特性。分析了DDS频率阶跃对于PLL输出响应的瞬态影响,并且给出了相应的改善方法。该技术已经在工程中得到应用和验证。     

Bias correction and forward-backward averaging in frequency/DOA tracking problems

In this paper, we discuss some issues relevant to frequency and direction of arrival (DOA) tracking problems. First, we develop a linear Frequency Modulated (FM) signal model for accurately describing windowed, slowly time varying narrowband signals that typically occur in tracking problems. We then derive first order bias expressions for the peak locations of a Discrete Time Fourier Transform (DTFT) spectrum of a windowed, slowly time varying linear FM signal. We also show that Forward-Backward (FB) averaging is generally inappropriate for nonstationary data, but that it is appropriate when applied to tracking the frequencies of windowed, slowly time varying narrowband signals. A major motivation for using FB averaging is to increase the efficiency of subspace based frequency/DOA estimation in tracking problems. Finally, simulations confirm our first order bias expressions, and show that FB averaging does not significantly alter (or degrade) the time varying MUSIC based frequency estimation performance over that of Forward only averaging.This research was supported in part by the National Science Foundation Grant MIP-9203296 and Texas Advanced Research Program Grant 009741-022 and 009741-065.