周期平稳信号处理及其应用

周期平稳信号是一类非常重要的非平稳信号，许多信号、干扰都表出一定的周期平稳性，将信号的这种特性考虑在内的信号处理器，较之传统的信号处理器，可以得到性能上的提高。     

周期平稳信号处理及其应用

周期平稳信号是一类非常重要的非平稳信号,许多信号、干扰都表现出一定的周期平稳性,将信号的这种特性考虑在内的信号处理器,较之传统的信号处理器,可以得到性能上的提高。本文对周期平稳信号处理的基本理论和方法,以及它在各领域中的应用作一概要总结,并在此基础上,对周期平稳信号处理新的发展和应用方向予以展望。     

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。     

基于循环平稳特性的源信号到达角估计方法

分析了SC-SSF算法的不足,给出了统一的循环频域阵列信号模型,并推导得到了一般化的基于信号循环平稳特性的源信号到达角估计方法——GSC-SSF算法,该算法克服了SC-SSF算法的不足,具有更好的实用性.仿真试验比较了两种方法的估计性能,仿真结果说明了所给方法的有效性.     

基于信号共轭循环平稳特性的算法研究

该文在深入研究共轭循环平稳算法内在联系的基础上,提出了一类基于信号共轭循环相关特性的预处理算法(HAM,MHAM,IHAM)。这些预处理算法充分利用了共轭循环相关数据矩阵是。Hankel矩阵的先验信息,通过Hankel预处理来提高算法在低信噪比时的信号到达角估计性能。最后通过计算机仿真实验证实算法的有效性。     

提取循环平稳信号特征频率的方法

低阶循环统计量应用广泛,取得了很好的研究成果,但对噪声的抑制效果较差;高阶循环统计量虽能完全抑制高斯噪声的影响,能处理循环平稳、非线性、非高斯过程,但计算量大;循环自相关函数切片谱图能够提取出调制频率,但在较大噪声干扰时效果不明显。为在更低信噪比情况下,采用更快速方法提取出循环平稳信号的特征频率,采用循环双谱的载波频率切片谱提取所需频率。通过Matlab仿真和实验对比研究,发现在信噪比为-15 dB时,循环双谱的载波频率切片谱能直观表达出分析结果。     

连续相位调制信号的二阶循环平稳特性分析

连续相位调制(CPM)信号以其恒包络和优良的频谱特性在现代卫星通信和移动通信中越来越受到人们的重视,然而这一大类调制信号的循环平稳特性却较少有人关注。该文根据连续相位调制信号在不同调制指数下的基带循环谱,推导了其相应带通循环谱的表达式, 并对这些表达式的详细分析,得出了不同调制指数情况下循环频率与载频、码元宽度和峰值频偏之间的关系式。仿真实验证明这些结论是正确的。     

基于信号-阶循环平稳特性的源信号方向估计方法

本研究并给出了基于信号-阶循环平稳特性的阵列信号模型,根据该信号模型结合最小二乘方法得到了对源方向进行有效估计的算法,并与MUSIC算法作了简单的比较.对单目标和多目标两种情况分别进行了仿真计算,仿真结果说明了所给方法的有效性.     

基于循环平稳特征的正弦调制相位信号参数估计

正弦调制相位信号是微动目标雷达回波微多普勒信号的一般形式。该文利用正弦调制相位信号的循环平稳特性推导了信号的循环谱,并由循环谱特征估计信号的参数。相对于传统的频谱分析方法,基于循环谱的参数估计方法对平稳噪声有较好的抑制作用。仿真实验以及误差分析证明了方法的有效性。     

DS-CDMA中扩频信号的循环平稳特性分析

介绍了循环平稳信号的基本概念，对DS—CDMA系统中直接序列扩频信号的循环平稳特性进行了详细的理论分析，通过计算机仿真实验验证了分析结果；仿真同时说明了利用信号的循环平稳特性可以进行有效地信号提取和干扰抑制，具有极大的应用前景。     

相位编码信号的谱相关分析与调制参数估计

对BPSK和QPSK信号的谱相关性进行了详细的理论分析,并通过计算机仿真得到了两种信号的谱相关图,最后利用信号谱相关函数特征谱的非零循环频率处峰值的位置估计出信号的载频和码元速率,并通过仿真实验对估计算法性能进行了评估,该方法在低信噪比的情况下也具有较好的估计效果。     

MIMO信号周期平稳特性研究

基于无线移动衰落信道下的多天线系统(Multiple Input Multiple Output,MIMO)传输模型和信号周期平稳特性理论,研究了基于垂直分层空时码(Vertical Bell Laboratories Layered Space Time,V-BLAST)技术的MIMO信号的周期平稳特性。理论分析和仿真结果显示:衰落信道下的MIMO系统接收信号具有周期平稳特性,如果对接收信号进行过抽样,则可以获得具有周期平稳特性的接收序列,从而可以利用周期平稳特性理论进行数字化的信号处理。     

基于循环平稳分析的LFM信号盲处理结果可靠性评估

针对线性调频(LFM,Linear Frequency Modulation)信号盲处理结果的可靠性评估问题,提出了一种基于循环频率特征分析的处理算法.首先对观测信号进行调制方式识别及参数估计,并据此建立参考信号,后将观测信号与参考信号作相关运算.通过检测相关序列在零频率附近是否存在循环频率,实现对LFM信号盲处理结果的可靠性检验.文中对所提出检验算法的错误概率进行了理论推导,并以常用的离散多项式变换(DPT,Discrete Polynomial Transform)法为例进行了实证分析.仿真结果表明,相对于已有时域方法而言,本文算法无需估计信噪比,且在低信噪比条件下具有更好的统计性能.     

基于循环谱理论的弱信号检测及特征参数估计

研究了循环平稳信号的基本特性,通过分析通信系统中典型信号的循环平稳特性,得到了循环平稳的特征参数循环频率和信号特征参数的关系。在此基础上研究了该理论在通信领域的具体应用,提出了应用谱相关理论完成弱信号检测及信号特征参数（信号载频、码元速率）的估计方案,仿真实验结果表明,在-17dB的条件下能够进行信号的无误检测,可在-10dB条件下进行特征参数的无误估计。     

对流层散射信号的循环谱分析

简要阐述了对流层散射通信的接收信号的形式。提出了对流层散射通信信号的循环谱分析算法,并给出了散射通信常用的调制信号形式(带内两频QPSK)的循环谱相关函数和循环谱密度函数。通过使用MATLAB软件对算法在散射QPSK信号在无噪声和信噪比为0dB时的计算结果。仿真结果证实,循环谱相关分析方法是进行对流层散射通信信号的最佳谱分析方法之一。     

基于循环平稳特性的高速数传信号载频获取

跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的返向链路广泛采用高速数传非扩频QPSK信号,其同相和正交分量通常分配不同的发射功率,即采用UQPSK信号.针对这一特性,文中给出了UQPSK信号的循环谱,提出了基于循环平稳特性的载频获取算法.在存在干扰噪声的情况下,并通过仿真实验,对文中的算法进行了验证.研究结果表明,利用UQPSK信号的循环平稳特性,可以有效进行UQPSK信号的载频获取.     

Improved Parameter Estimation for Chirp Signals Based on Cyclostationarity

The problem of concern here is parameter estimation of chirp signals in the presence of multiplicative and additive noise. An improved cyclostationarity based algorithm is proposed to estimate the phase parameters. The novelty of the proposed algorithm lies in the iterative estimation of the second-order parameters. The main characteristics of the method include reduction in error propagation effect, increase in estimation accuracy, and operation over a wider range of phase parameter values. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm has better performance than the conventional cyclostationary estimation method.     

基于定向天线的导航信号参数估计方法研究

为了实现非合作导航信号的监测,必须估计非合作导航信号的多普勒频率、伪码速率、伪码周期、信号功率和码序列等多个参数。提出一套非合作导航信号盲检测与参数盲估计方法,利用导航信号循环平稳特性估计信号频率、码速率和信号功率,再根据周期信号自相关方法估计伪码周期,最后使用滑动相关和数据累加方法估计信号码序列。仿真结果验证了提出方法的正确性。     

谱相关的数学关系与物理意义

周期性是自然现象和工程现象的基本特性之一,从复杂多变的、含有噪声的观测数据中发现周期性并测量其参数是信号处理的重要主题.谱相关是分析循环平稳信号二阶周期性的有力工具,本文研究谱相关的周期性解析功能的缘由、过程与特点.首先,梳理了谱相关理论体系中诸多重要概念之间的内在联系,建立了相互之间转换或映射的数学关系图;然后提出了按定义和转换关系逐步求解谱相关的方法.通过单周期信号的分析和每步操作效果与周期的对应关系,诠释了循环自相关、谱相关、无限循环谱和循环频率等重要概念的物理意义.     

基于稀疏恢复的循环平稳信号DOA估计

基于信号稀疏恢复的思想,提出了一种新的循环非相关平稳信号DOA估计算法.首先,对阵列的二阶循环互相关矩阵矢量化,并将感兴趣的空间划分成若干段以构造过完备的方向矩阵,从而得到基于Khatri-Rao积的稀疏模型;其次,利用凸优化技术对稀疏模型进行优化求解,并根据恢复得到的稀疏信号中非零元素的位置估计出高精度的DOA值.与传统的循环互相关算法比较,本文算法具有更高的DOA估计精度,同时也适用于信号个数多于阵元个数的场合.理论分析和仿真实验结果都验证了算法的有效性.