基于循环相关变换的多径条件下复调频信号的参数估计方法及性能分析

针对复线性调频信号在多径条件下的参数估计问题进行了研究.利用信号循环平稳特性,分析了多径条件下复线性调频信号的循环统计特性,在此基础上提出了一种结合循环频率域的信号分离技术和循环相关函数的自相关变换的多径复LFM信号参数估计方法,从而提高了对多径复LFM信号参数估计的有效性和可靠性,然后分析了估计性能,推导了调制率估计误差方差表达式.最后采用计算机仿真实验验证了文中的结论.     

正交数字调制信号的循环平稳特性分析及应用

对正交数字调制信号的循环平稳特性进行了详细的理论分析，即在一定条件下，正交数字调制信号具有一阶和二阶循环平稳特性，计算机仿真也验证了分析得到的结果。循环平稳特性可以较好地抑制平稳噪声或(和)干扰的影响，并在数字通信系统中得以广泛应用，本文以BPSK信号为例验证了它的抗噪声和干扰特性。     

BFSK的循环平稳特性分析

首先介绍了循环平稳的基本概念,给出了BFSK的信号模型,推导了BFSK信号的循环相关函数和循环谱的数学表达式,分析了其循环平稳特性,说明了其具有循环平稳性,最后给出了计算机仿真实验。仿真结果表明,BFSK信号具有循环平稳特性,属于循环平稳信号。仿真同时说明了利用信号的循环平稳特性进行参数估计具有较高的循环频率分辨率。     

一种新颖的GNSSBOC信号无模糊相关技术研究

现代GNSS卫星导航系统建设中,采用了BOC、MBOC和AltBOC等新体制信号。新体制信号虽然有优于BPSK信号的性能,但其相关函数的多副峰特性导致其较传统BPSK信号难于捕获和跟踪,特别是在多径环境下,难度进一步加大。本文首先对BOC信号的数学特性及模糊问题成因进行了分析,进而提出了一种新的BOC相关函数无模糊相关技术。最后,通过Matlab仿真验证了算法的有效性,为BOC信号无模糊跟踪的工程实现奠定理论基础。     

基于循环互相关的LFM多径时延和衰减因子估计

针对复线性调频信号在多径条件下的参数估计问题进行了研究。本文提出的基于信号循环互相关的多径时延和衰减因子估计方法，可有效地进行多径条件下复线性调频信号多径时延和衰减因子估计，有效地抑制平稳噪声或干扰的影响，同时也避开了相关交叉项的影响。文章最后采用计算机仿真实验验证了文中的结论。     

循环互相关时延估计算法在合作目标测距中的应用

为了克服传统信号TDOA估计的不足,本文基于循环谱和循环谱密度函数的基本定义,给出了BPSK直序扩谱信号的循环谱密度函数,提出了利用循环互相关法对合作目标测距信号进行时延估计的算法。该算法利用信号的循环平稳性去除接收信号中的非循环平稳信号和不同循环频率的循环平稳信号,用循环统计量方法替代传统的二阶统计量方法,通过MATLAB进行仿真验证,并与广义互相关法进行了仿真比较,得到很好的TDOA估计效果。     

BOC调制导航信号关键技术研究

BOC调制作为一种导航信号体制,具有良好的抗多径和抗干扰性能,同时实现共用载波频率条件下的频谱分离。与BPSK调制信号相比,BOC调制信号具有多径误差小、码跟踪热噪声误差小的优点。通过对BOC调制技术和合路方式的深入分析,给出了各种BOC调制的自相关和功率谱函数,以及各种合路方式的分析比较。通过仿真验证了BOC信号的码跟踪性能和抗多径性能的优越性。     

基于多循环频率聚焦的宽带循环平稳信号阵列测向方法

宽带循环平稳信号多个离散循环频率处的信息能否进行综合利用以改善低信噪比条件下的阵列测向性能具有较大的研究价值。该文从阵列观测数据的循环谱相关函数入手,证明了低信噪比条件下不同循环频率处阵列观测数据的谱相关函数估计误差之间相互独立,表明不同循环频率信息之间具有较强的互补性,然后借鉴常规宽带信号频域聚焦思想提出了一种不同循环频率处信息综合利用的有效途径。仿真结果表明,基于多循环频率聚焦的方法能够有效改善低信噪比条件下宽带循环平稳信号的阵列测向性能。     

我国未来卫星导航信号的优先选择——BOC调制信号

对BOC调制信号的产生、谱特性、自相关、码跟踪和接收处理方法进行了分析。结果表明,与BPSK信号相比,该信号可以实现频段共用,同时实现频谱分离,具有较强的抗干扰能力;在相同码速率条件下,其相关函数曲线更陡峭,具有更高的码跟踪精度和更好的多径分辨能力;采取有效处理方法可以消除BOC信号相关函数中多峰造成的模糊问题。鉴于BOC信号的优点,建议我国未来卫星导航信号优先选用该信号。     

一种基于谱相关特性的时差估计方法

在现代无线电侦查所处的环境中,信号数量多,且复杂密集,通常会有多个信号同时进入接收机带宽范围。进入接收机的很多信号是循环平稳信号,循环平稳信号的谱相关特性具有选择信号的能力。基于循环平稳信号的谱相关特性,研究了一种可以对多信号进行时差估计的方法。理论分析和仿真验证表明,在多信号环境下,该方法可以准确估计各个循环平稳信号...     

基于仿生模式识别的多镜头人脸身份确认系统研究

提出了一种利用仿生模式识别原理以多镜头信息融合的人脸身份确认方法.讨论了以多镜头与多次采样建立仿生模式识别多权值神经元网络的基本理论.并介绍了以三个镜头五次采样作训练样本的实验系统,以及人脸预处理过程步骤.实验结果表明在确保无误认的前提下,正确确认率达96%,漏认率(即拒认率)为4%.实验中并对比显示了增加神经元网络复杂度提高识别效果的作用.     

无源循环平稳信号检测方法

研究了无源接收条件下循环平筝信号的检测方法。在循环相关匹配滤波理论的基础上,分别给出了无源单 站和无源双站准循环相关匹配滤波器的设计方法,并研究了基于准循环相关匹配滤波的无源单站和无源双站信号检测方 法,得到了SPS无源单站信号循环检测子和SPB无源双站信号循环检测子。仿真分析针对BPSK信号给出了在白噪声和 时变噪声两种噪声背景条件下SPS、SPB和radiometry等检测子的ROC检测曲线,仿真结果充分说明了SPS和SPB检测 子的有效性。     

一种基于四阶循环累积量的盲源分离方法

盲源分离是指在没有源信号任何先验知识的情况下,只根据多个接收机的观测信号实现对源信号的恢复。本文基于四阶循环累积量提出了一种简单易行的循环平稳信号的盲源分离方法。针对两个信号混合的情况,该方法首先对观测矩阵进行循环白化,使得观测矩阵的循环自相关阵为单位阵,这样分离矩阵变为酉阵,可用单个参数来表示。之后运用循环统计量的性质找到一个评判函数,求得该参数的最佳值从而确定分离矩阵。本文对BPSK信号和AM信号混合的情况分别进行了仿真实验,通过信号分离的直观图、参数选择以及串音误差的分析表明该方法的有效性,并将其与自然梯度算法,循环自然梯度算法做了比较,表明本算法的优势,尤其是在AM信号的分离中更是如此。文章最后讨论了算法的运行时间。      

低信噪比下周期平稳信号的稳健检测算法

本文提出了一种新的对周期平稳信号进行检测以及对二阶周期循环频率进行估计的算法。该算法利用信号的递归性质构造高阶自相关矩阵,并通过利用周期平稳信号与自相关矩阵特征值和特征向量的关系,对其进行检测以及对循环频率进行估计。传统检测周期平稳信号的算法是通过计算其循环自相关函数或循环谱实现,相比传统算法而言,本算法由于利用到了信号更多的先验信息,因而在较低信噪比以及较低快拍数下对周期平稳信号均能有较好的检测性能。文中仿真实验表明,本文所提算法估计出的伪循环谱相比传统方法估计出的循环谱更为平滑,在相同快拍和信噪比条件下,检测概率均高于传统方法,特别在低信噪比下对检测概率的改善更为明显。      

Tailored spreading symbols in “Strobe Correlators” using “W2-pulses”

A “Strobe Correlator” is a correlation-based multipath mitigation technique that utilizes tailored reference waveform to shape the discriminator function for tracking Global Navigation Satellite System (e.g. Global Positioning System) signals. Multipath performance of these techniques for Binary Phase Shift Keying (BPSK) signals has been discussed for decades but for some, their noise performance may not be easily evaluated analytically. In this paper, a theoretical framework is provided for noise evaluation of “Strobe Correlators” using complex strobes for both BPSK and sine-phased Binary Offset Carrier (e.g. BOC(1,1)) signals. Mathematical expressions of the tailored spreading symbols as key factors are derived and used for theoretical code tracking variance analysis of various correlation techniques including the “Gating Function” using a complex strobe-pulse liked waveform (i.e. “W2-pulses”). Empirical results for the sine-phased BOC(1,1) signal are given as verification. Analytical results reveal that the techniques using a W2-pulse suffer from higher code tracking variance than others, due to increased sensitivity to noise. The sensitivity to pre-correlation bandwidth is found to relate to the relative placement of the strobe pulses.     

Wavelet based spectral correlation method for DPSK chip rate estimation

A wavelet-based spectral correlation algorithm to detect and estimate BPSK signal chip rate is proposed. Simulation results show that the proposed method can correctly estimate the BPSK signal chip rate, which may be corrupted by the quadratic characteristics of the spectral correlation function, in a low SNR environment.     

A comparison of multipath distortion characteristics among digital modulation techniques

In a digital mobile radio transmission, long-delayed multi-path propagation causes frequency selective fading, resulting in signal waveform distortion and hence bit error rate (BER) degradation. Comparison of multipath distortion among various digital modulation techniques (binary, quaternary, offset quaternary, and minimum phase shift keying (BPSK, QPSK, OQPSK and MSK)) is made using a two-ray propagation model, which is a fundamental model to evaluate multipath tolerant capability. The analysis clarified the multipath conditions causing severe distortions and also the mechanisms of eye pattern degradation, showing the superiority of BPSK in multipath tolerance.     

An adaptive beamforming technique based on cyclostationary signalproperties

A new approach to adaptive beamforming is presented. The method is based on the property of cyclostationary signals to generate spectral lines when they pass through certain nonlinear transformations. The beamformer coefficients are selected according to a new optimization objective, which consists on minimizing the mean square error between the array output after the nonlinearity and a complex exponential. This approach optimally extracts any signal that generates a spectral line at the same frequency as the reference complex exponential. A gradient-based algorithm is derived to compute the optimum weights. Since the proposed cost function is a nonconvex function of the array coefficients, minima are analyzed for the three most common types of perturbations found in communications: Gaussian noise, multiple interferences, and multipath propagation. It is demonstrated via analysis and simulations that minima correspond to points where output noise power is minimized, interferences are canceled, and intersymbol interference is removed, i.e., the beamformer eliminates the distortion introduced by the radiocommunication channel