低信噪比下LFM-BPSK复合信号参数估计新方法

LFM-BPSK复合信号已应用于多种雷达中,针对此类信号的参数估计问题提出了一种基于分数阶傅里叶变换和ZAM分布联合估计的方法。该方法首先搜索复合信号的分数阶傅里叶变换峰值从而估计起始频率和调频斜率,然后利用调频斜率重构LFM信号并对复合信号进行解线调,最后对解线调之后的信号提取ZAM分布在起始频率截面的负峰值估计码元宽度。仿真表明,该方法能在低信噪比下精确估计信号参数。     

卫星通信中的一种小参量跳频BPSK/DPSK相位估计算法

军事卫星通信系统中很多情况下采用跳频通信,这就导致PSK的相干检测比较困难,通常使用增加参考符号来对接收信号的相位进行估计.因此很多系统采用差分相位调制,比如DPSK调制方式就不需要相位信息,但DPSK比PSK的功率效率要低.本文提出一种新的相位估计算法,该算法利用小数据量的参考信号对相位调制信号的相干检测来提高功率效率,而且在同一编码块(同一跳)中实现相位估计.本文在3种通信信道环境下进行模拟试验(蒙特卡罗仿真),最后以输出的误码率来验证算法的先进性.     

基于功率谱FFT的BPSK信号参数估计

针对低信噪比环境下二相编码(BPSK)信号参数估计的问题,该文提出一种基于功率谱 FFT 的信号参数估计算法.该算法根据信号功率谱傅里叶变换得到的幅度谱和相位谱与各参数之间的关系,实现 BPSK 信号的码元宽度、载频和码长估计.该算法对功率谱继续做傅里叶变换可以进一步消除噪声对估值的影响,更适合在低信噪比环境下实现参数的估计,且计算简单易于实现.仿真试验证明了该算法的准确性和抗噪性,在信噪比为-10 dB时BPSK信号的载频和码元宽度估计正确率分别比循环谱算法提高了9.9%和190.9%.     

复合调制雷达信号时差估计算法

现代雷达信号环境中, 复合调制信号正在逐步得到广泛应用。该文提出了一种针对频移键控与二相编码(FSK-BPSK)复合调制信号的时差估计算法。该算法紧密结合该信号子脉冲频率分布具有对称性, 时域长度具有一致性等特点, 通过子脉冲相关函数的理论推导得出FSK-BPSK复合调制脉冲信号的相关函数。最后利用相关函数拟合算法, 可根据观测数据进一步精确估计时间延迟(TDOA)。通过仿真实验, 证明该算法相比于其他时差估计算法, 其算法估计的准确性、抗噪性都有明显提升, 且适用于带宽较小的复合调制信号的时差估计情况。      

基于ZAM-GTFR的2FSK/BPSK复合信号参数估计方法

针对跳频频率为2的频率编码与二相编码复合调制信号（2FSK/BPSK）参数难以估计的问题,通过对2FSK/BPSK信号ZAM-GTFR变换的分析,提出了一种参数估计方法。首先对接收信号进行ZAM-GTFR变换,并进行一维搜索获得反映BPSK相位突变的负尖峰,再做快速傅里叶变换,根据基波频率估计相位编码码速率;同时,利用负尖峰出现的频点以及ZAM-GTFR时频图的脊线,对脊线做二值离散以及差分,分别提取2FSK频率及其码速率。仿真分析表明,在讨论的信号模型下,当信号全频段信噪比大于-1dB时,该算法能以正确率优于90%的较高精度估计信号参数。     

带限MPSK信号码元宽度的盲估计

理想MPSK信号在码元跳变处表现为相位的不连续性。小波变换能有效检测出这些信号细节,从而为估计码元宽度提供了依据。实际系统常采用脉冲成形技术减小发射带宽,改变了信号包络,从而影响了小波变换的检测性能。本文对截获接收机输出的信号进行预处理后再利用基于Haar小波变换的算法提取码元宽度信息,理论分析和实际信号处理表明,这种算法能有效检测码元跳变,从而估计出码元宽度。     

基于AR模型的载频测量

从现代谱估计出发,利用Yule_Walker方程构造信号的AR模型,从中提取信号的调制载波频率信息。信号的功率谱表示了信号能量的分布。用谱估计法估计出载波频率后,依据频谱对所测频率进行修正,可有效提高载波频率的测量精度。     

线性调频-伪码复合信号参数的快速估计

针对目前算法中线性调频-伪码( LFM-PRBC)复合信号参数估计计算量较大的问题,提出了一种快速估计算法。该算法采用相关检测与解线调进行参数的估计。首先对信号进行平方以消除相位调制,然后由自相关的峰值距离估计出码元宽度,由互相关的正负恢复出编码规律,再根据延时直接对信号解线调,最终估计出调频斜率与起始频率。仿真结果表明,该算法在低信噪比( SNR)下具有较好的估计性能。     

多相码雷达信号识别与参数估计

该文研究了多相码雷达信号的识别与参数估计。首先估计接收信号的码元宽度,利用多相码信号的时宽和码元宽度已知的条件下可以确定相位调制规律的特点,构造本地参考信号;把该参考信号与接收信号共轭相乘,当本地参考信号与接收信号的调制方式一致时共轭相乘的结果是正弦波,利用这个性质进行调制方式识别;估计该正弦波的频率作为载频估计;最后分析了存在同步误差时的频谱结构。仿真结果显示本算法可以在低信噪比条件下对多相码信号进行识别,并得到载频和码元宽度的精确估计值。     

基于瞬时测频的BPSK和QPSK信号参数估计

针对RWR/ESM中瞬时测频(IFM)无法对相位编码信号脉内参数进行测量的问题,提出了一种对载频的估计方法和两种对码元的估计方法。通过采用高采样率ADC采样、解模糊、平滑和取均值的处理流程对信号载频进行估计;利用相位跳变和相干解调两种方法分别对码元进行估计。仿真结果证明了上述方法对载频和码元估计的有效性。在对码元的估计中:相位跳变法实时性好,但需要一定的先验知识;相干解调法不需要任何先验知识,但实时性不好。所得结论对工程应用研究具有一定参考价值。     

码宽对水声信号功率谱的影响分析

通信信号的功率谱分布情况影响着通信系统的传输效率,码宽对功率谱分布的影响较大。针对四相相移键控、二进制频移键控等典型水声通信信号,采用现代功率谱估计方法中基于参数模型的Burg算法,对其功率谱分布进行了估计。重点研究了不同码宽条件下,Burg算法估计信号功率谱的基本特征和分布规律,对码宽对功率谱的影响进行了归纳总结,为扩频通信和典型水声通信信号的设计提供了技术支持。     

基于时频矩阵局部对比度的跳频信号参数估计

为了提高低信噪比下跳频信号参数估计性能,提出了一种基于时频矩阵局部对比度的跳频信号参数估计算法。根据跳频信号和噪声的时频分布不同特点,利用时频矩阵在不同尺度滑窗下的局部能量对比值均值,得到多尺度局部能量对比特征矩阵,通过此特征矩阵和自适应阈值分离得到仅保留了跳频信号时频信息的时频矩阵P。然后从P中提取时频跳变信息,精确估计跳频信号的跳频周期、起跳时间和跳变频率。仿真结果表明,与传统局部对比度（local contrast measure,LCM）法及形态学滤波法相比,本文算法具有更好的跳频信号提取效果和更高的参数估计精度,其有效性与实用性在DSP+FPGA的硬件系统上得到了测试验证。     

Some properties of the generalized time frequency representationwith cone-shaped kernel

The cone-shaped kernel generalized time-frequency representation (GTFR) of Zhao, Atlas, and Marks (ZAM) has been shown empirically to generate quite good time frequency representation in comparison to other approaches. The authors analyze some specific properties of this GTFR and compare them to other TFRs. Asymptotically, the GTFR is shown to produce results identical to that of the spectrogram for stationary signals. Interference terms normally present in many GTFRs are shown to be attenuated drastically by the use of the ZAM-GTFR. The ability of the ZAM-GTFR to track frequency hopping is shown to be close to that of the Wigner distribution. When a signal is subjected to white noise, the ZAM-GTFR produces an unbiased estimate of the ZAM-GTFR of the signal without noise. In many other GTFRs, the power spectral density of the noise is superimposed on the GTFR of the signal. It is also shown that, in discrete form, the ZAM-GTFR is generally invertible     

Spread spectrum goes commercial

The use of spread-spectrum techniques to achieve more efficient utilization of available frequency spectra is examined. The two main spread-spectrum techniques, direct sequence and frequency hopping, are explained. In frequency hopping, the transmitter repeatedly changes (hops) the carrier frequency from one frequency to another. Direct-sequence transmission spreads the spectrum not by periodically changing the frequency but by modulating the original (information) baseband signal with a very wide-baseband digital signal. The wideband modulating signal's amplitude changes continually between two states, high and low, arbitrarily called +1 and -1, respectively, with the sequence of highs and lows being pseudorandom. Applying spread spectrum to code-division multiaccess (CDMA) communication, in which each user is assigned an identification code (a distinct sequence of frequencies for frequency hopping or +1 s and -1 s for direct-sequence modulation) is discussed. The use of CDMA for cellular radio, where it promises a capacity of over 1000 users per cell, by the authors' calculations, is considered. The potential of spread spectrum for relieving spectrum congestion is addressed     

基于功率谱离散余弦变换的BPSK信号参数估值

该文针对低信噪比环境下二相编码(BPSK)信号参数估值问题,提出一种基于功率谱离散余弦变换(DCT)的BPSK信号参数估值方法。该方法利用DCT的能量集中特性,通过对提取到的BPSK信号功率谱进行离散余弦变换(DCT)和阈值处理可以得到BPSK信号的码长估计。再进行逆离散余弦变换,可以进一步实现对BPSK信号功率谱的降噪处理,消除噪声对估值的影响,进而利用功率谱特征实现对载频和子脉冲宽度的准确估计。实验表明,该方法在低信噪比环境下,可以准确地识别出BPSK信号的码长和对BPSK信号载频和子脉冲宽度的精确估计,并在信噪比时,较对比方法载频和子脉冲宽度的估值准确率分别提高了22.1%和28.3%。     

Frequency hopping modulation recognition based on time-frequency energy spectrum texture feature

For frequency hopping modulation identification,a novel method based on time-frequency energy spectrum texture feature was proposed.Firstly,the time-frequency diagram of the frequency hopping signal was obtained by smoothed pseudo Wigner-Ville distribution,and the background noise of the time-frequency diagram was removed by two-dimensional Wiener filtering to improve the resolution of the time-frequency diagram under low SNR conditions.Then,the connected-domain detection algorithm was used to extract the time-frequency energy spectrum of each hop signal and convert it into a time-frequency gray-scale image.The histogram statistical features and the gray-scale co-occurrence matrix feature were combined to form a 22-dimensional eigenvector.Finally,the feature set was trained,classified and identified by optimized support vector machine classifier.Simulation experiments show that the multi-dimensional feature vector extracted by the algorithm has strong representation ability and avoids the misjudgment caused by the similarity of single features.The average recognition accuracy of the six modulation methods of frequency hopping signals BPSK,QPSK,SDPSK,QASK,64QAM and GMSK is 91.4% under the condition of -4 dB SNR.     

FH/PSK混合调制扩频信号参数估计

针对混合调制信号参数难以估计的问题,本文通过对FH/PSK混合调制扩频信号特征的分析,提出了一种FH/PSK混合调制扩频信号参数估计方法。利用时频脊线分析、跳频分量数估计、快速四阶循环累积量算法与小波变换相结合的方法,实现了跳频频率和码速率等参数的高精度估计。仿真表明,本文方法可在较低信噪比下得到该混合调制扩频信号多个参数的高精度估计,具有较高的工程应用价值。     

一种跳频信号监测的改进方法

针对复杂电磁环境下的跳频信号监测问题,提出了一种基于加权阈值的信号提取方法,以解决低信噪比情况下跳频信号不易获取的难题.采用短时傅里叶变换对接收信号进行时频分析,得到反映信号频率成分随时间变化的时频矩阵,然后采用加权阈值提取每一时段的信号特征,经聚类筛选后采用统计直方图的方法进行跳频参数估计.存在定频干扰时,筛选过程可以有效去除定频频点.通过对仿真数据的处理验证了本文算法的有效性.     

随机噪声信号的功率谱估计的仿真

在通讯与电子信息工程行业及领域中,大部分问题的解决需要进行估计一个随机信号在频率域上的功率谱分布,诸如此类的问题有很多,比如：设计滤波器消除噪声信号,振动随机信号的回波抵消,随机信号的特征抽取与表示等等。功率谱估计的分类：一般分为两大类,一类是参数法功率谱估计,一类是非参数法功率谱估计。参数法功率谱估计通常对数据进行一种建模,比如把数据建模成滑动平均模型（Moving Average）,或者自回归（Autoregressive）模型,而非参数法功率谱估计。除了要求信号满足广义平稳之外,不需要其它的统计假设。与非参数法相比较,参数法的优点是在一个给定的数据集合上能够有较少的误差、偏差与方差。     

一种非合作的跳频信号跳同步方法

针对跳频信号侦察中,在非合作条件下进行信号跳同步问题,提出利用跳信号分段频谱比较分析实现跳频信号跳变时刻同步的方法。该方法首先利用短时傅里叶变换和小波变换的方法有效估计跳频信号跳速率参数,在此基础上通过在一个跳周期内取三段信号进行频谱比较,并滑动调整时间参数的方法进行跳同步获取。实验证明该方法不仅可以有效实现跳频的跳同步,同时克服了跳速率估计精度不足的问题,且方法结构简单易于工程实现。