类GPS超声定位系统及其多基站距离估计算法研究

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出了一种基于FFT的单基站距离估计快速算法.根据多基站接收信号的特点,在单基站距离估计算法的基础上,介绍了一种基于短时傅立叶变换(STFT)的多基站距离估计算法.实验研究表明,在获得发射信号载波频率先验知识的情况下,多基站距离估计算法运算量不大,并能精确得到距离估计值,从而为小车的精确定位奠定基础.     

基于相位叠加的Cricket系统信标节点识别方法

对于Cricket室内超声波定位系统,能否正确识别不同信标节点发射的信号对接收器的定位至关重要。本文根据压电陶瓷的振动机制和声波在空气中的传播特性,推导出超声波发射器和接收器的振动方程,提出了一种基于超声驱动信号相位叠加的方法识别不同信标节点发出的超声信号。从原理验证、软件仿真、实验验证三个方面证明了叠加识别法可以有效地识别Cricket系统中不同的信标节点。     

基于传声器阵列的声源定位算法与误差分析

基于传声器阵列和互相关算法的时间延迟技术对声源进行定位,互相关算法对宽频带信号（扫频信号）定位比较准确,对窄带信号（风琴信号）定位不显著,分析了影响声源定位精度的因素,并改进声源定位系统.通过实验验证了影响风琴信号声源定位的因素,实现了风琴信号的声源定位,并在NI CompactRIO系统上开发了一个实时声源定位系统.     

面向机器人运动跟踪的电磁定位系统

电磁定位具有精度高、速度快和易实现等优点,所以对手术、室内和室外机器人跟踪是一个良好的选择。电磁定位以交变电磁信号作为源信号。交变的电流信号激励发射线圈（信号激励部件）在空间中产生交变的电磁场,感应线圈（信号感应部件）在交变的电磁场中输出频率相同的信号。根据输出信号的幅值和相位信息,我们可以计算出感应线圈相对于发射线圈的位置和方向信息。本文面向机器人定位跟踪,介绍电磁定位系统的原理与实现,包括磁场模型、电磁定位算法与系统软硬件的搭建与实验。本文介绍两种不同的激励模式,分别为分时激励3轴正交发射线圈模式与同时激励2轴正交发射线圈模式,两种模式中的感应线圈均采用3轴正交线圈。实验结果表明,定位系统可以达到1 mm的定位精度。     

基于扩频技术的RFID区域实时定位系统设计

RFID定位技术通过射频信号实现目标的识别与位置确定,是近年来兴起的热门技术之一;然而,针对战地医院等电子干扰大、物理环境复杂、多径衰落明显的应用场合,其性能将受到显著影响;文章就此设计了一种利用扩频技术进行信息传输的RFID实时定位系统,利用伪随机码进行标签信息调制,可有效增强系统的抗多径、抗干扰能力;给出了基于扩频编码的RFID实时定位系统整体设计,研究了标签设计与捕获算法两个技术关键点;理论分析表明,系统抗多径能力显著增强,且定位误差可达2.384m。     

基于混沌信号的SAR抗距离向相干干扰方法

研究优化SAR抗干扰技术,针对干扰的欺骗性和复杂性,为了进一步提高SAR的抗欺骗干扰能力,应采用复杂发射波形抑制的关键技术,提出了一种改进型 Logistic映射产生混沌序列,使序列对信号进行相位调制,得到混沌调制SAR信号的方法,根据信号的自相关和互相关特性,可将信号作为SAR发射信号,然后对回波进行匹配滤波和成像.由于干扰信号和发射信号的相关性降低,干扰信号无法获得距离向压缩增益,从而抑制了欺骗干扰,获得了比采用传统LFM调制的波形信号更强的抗干扰能力.仿真实验证明了方法的有效性.     

水下传感器网络节点定位信号检测的设计

针对水下环境的特殊性和水声定位系统的要求,为降低检测水声定位信号的复杂度和硬件资源消耗,能够准确检测定位基站发射的水声定位信号,为目标基站的定位提供实时、快速的时延信息,根据水声定位信号的特点,采用码元匹配检波和编码定位信号相关的方法,确定水声定位信号的到达时间,并以FPGA为平台利用VHDL语言对水声定位信号的检测设...     

室内超宽带无线定位技术研究

超宽带技术由于功耗低、抗多径干扰能力强、系统复杂度低、定位精度高等优点,已经成为室内无线定位技术中极具潜力的技术。基于到达时间差(TDOA)定位技术,提出了一种基于Taylor算法和Chan算法的定位方法 ,并对三种不同算法进行了比较,完成了室内超宽带无线定位算法的仿真。在FPGA开发平台上完成了对室内超宽带无线定位系统的设计。着重介绍了基带信号的帧结构、扩频码的选择、脉冲的生成和扩频码的同步捕获。对各个模块的功能和设计原理进行了描述,通过Verilog语言对室内超宽带无线定位系统的各部分模块进行设计与仿真。     

基于正交混沌多用户混沌通信及其误码率

为了解决多用户混沌通信系统中由于通信用户数目的增多以及混沌序列间的准正交性所引起的信道干扰问题,对不同混沌信号采用施密特(Schmidt)正交化方法产生其对应的正交混沌序列作为扩频码在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利(Rayleigh)衰落信道下研究多用户混沌通信系统中的误码率(BER)。首先将其统计自相关和互相关特性作为刻画正交混沌扩频码序列性能的重要指标,测试并分析各正交混沌序列的统计相关特性,同时也对其互相关特性曲线的均值和方差进行了测试与分析;然后通过两种信道仿真实验获取各正交混沌扩频码的BER,并将其与对应统计相关特性作对比揭示其内在关联性;最后比较分析两种不同信道下多用户混沌通信系统的BER,并揭示信道对其的影响。仿真实验表明,两种信道下相空间混沌信号中的空时正交混沌序列都能获得较低BER,尤其是在Rayleigh衰落信道下的空时正交混沌序列能够获得更低的BER,说明所提方法能更有效地降低多用户通信中信道间的干扰,更有利于多用户通信需要。     

基于相位偏移量的混沌扩频通信方案设计

为充分利用混沌序列的高保密性和抗截获性,设计一种基于相位偏移量同步的混沌扩频通信方案。系统的发送端采用数据帧格式,定时地将混沌扩频序列的相位偏移信息通过差分混沌相移键控的方式发送到接收端,接收端通过比较本地序列与接收序列的相位差,加速或延缓本地混沌迭代,从而实现非周期扩频序列的同步与解调。仿真实验结果表明,该方案可实现混沌扩频信号在任意时刻的接收与解调,具有较好的抗噪声性能。     

组合型涅沌扩频序列的性能分析

直接序列扩频系统中起扩展频谱作用的扩频码性能的好坏直接影响到系统性能的好坏,针对由Logistic映射,Chebyshev映射,Tent映射等一维混沌映射直接产生的混沌扩频序列若干次迭代后陷入循环的可能,由若干不同初值的Chebyshev映射产生的混沌序列组合成新的混沌扩频序列,给出了具体的构造方法。通过理论与统计仿真结果分析可知,该混沌序列的特性满足伪随机序列的要求,有效地避免了周期窗口的出现。改进后的序列保持了混沌序列的特性,产生方法简单,易于复制,很适合用于Ds／CDMA扩频通信系统中。     

连续时延耦合系统的混沌同步及其在保密通信中的应用

研究了具有连续时延双神经元系统的双向耦合混沌同步问题及在扩展频谱保密通信中的应用。利用Krasovskii-Lyapunov理论,给出了系统同步的一个充分条件,通过选择合适的耦合参数可以保证全局混沌同步。给出了使用混沌掩码技术在扩展频谱保密通信中的应用实例。     

混沌扩频测距方案研究

混沌序列以其相关性好、对初值敏感、保密性强等特性成为直接扩频通信系统中理想的扩频码。为充分发挥混沌序列测距的优点,在分析伪码测距的基本原理基础上,设计了两种混沌扩频测距的方案,利用数字匹配滤波器进行混沌码捕获的方法实现测距,分析了其测距的工作过程、捕获时间和测距精度。通过理论与仿真分析结果表明,利用混沌码作为扩频码实现测距是可行的,且具有高保密性、低截获和适合多目标测距等优点。     

基于实值混沌序列的DSSS系统性能分析*

为了提高直接序列扩频(direct sequence spread spectrum,DSSS )系统的可靠性和安全性,将实值混沌序列作为扩频序列应用于DSSS 系统中,并从误码率、抗截获能力、系统参数检测三个角度对其性能进行分析。结果表明基于实值混沌序列的DSSS系统误码率性能与常规二值混沌序列相近,具备更好的抗截获能力,其系统参数更加隐蔽,符合DSSS系统安全保密传输信息的需求。     

基于Logistic混沌序列和Turbo码的多重图像水印

提出了一种基于logistic混沌映射和Turbo码相结合的多水印算法,利用扩频技术在一个图像上嵌入多个二值图像来代表不同信息。该算法利用Turbo码优异的纠错性能和扩频通信的多址技术,并根据人眼视觉特性,将经过混沌加密、Turbo码编码并使用不同的混沌序列扩频的水印嵌入到DCT变换系数的中频中。对算法在多种攻击下进行了仿真。实验结果表明,利用该算法实现的水印具有良好的不可见性和鲁棒性。     

基于低截获率的CDL信息传输方案

为实现通用数据链低截获率的信息传输目标,在分析比较了三种混沌扩频序列映射的基础上,提出了一种结合信道编码和混沌扩频序列的通用数据链低截获率方案。信道编码部分,使用边逐步增加算法生成校验矩阵,采用近似下三角算法完成了QC-LDPC的编码;扩频序列部分,完成了三种混沌扩频序列的理论分析,仿真比较了Bernoulli、改进型Logistic、Tent三种映射的混沌扩频序列性能;最后仿真验证了方案的正确性。     

混沌系统参数扰动方案及分析

对混沌系统施以扰动可以有效解决由于计算机有限精度效应导致的混沌系统动力学特性退化问题。基于区间映射中Cantor集的构造方法,提出一种数字混沌系统参数扰动方案,该方案将混沌系统每次迭代后得到的序列值等比例地扩散到压缩后的混沌状态参数取值区间上,从而达到扰动混沌序列的目的。实验仿真及分析表明,增加扰动后的混沌系统具有更好的混沌特性、更大的参数范围和更高的复杂度。     

基于改进混沌扩频序列的多用户混沌扩频通信系统的研究与仿真

提出一种改进混沌扩频序列,并将其应用在多用户混沌扩频通信系统中,给出了多用户混沌扩频通信系统的理论推导和SIMULINK仿真模型。对该系统进行了详细的性能分析,包括信噪比、用户数、改进混沌扩频序列的分形参数和初始值等各自对系统误码率的影响,并比较了改进混沌扩频序列与传统混沌扩频序列的系统误码率随信噪比和用户数的变化情况。结果表明改进混沌扩频序列要好于传统混沌扩频序列的系统误码率,具有较好的抗噪声和抗多址干扰的能力。     

NBJ抑制的QC-LDPC协同混沌DSSS方案

为改善低信噪比窄带干扰条件下的信息传输性能,在现阶段宽带数据链的基础上,提出了一种结合QC-LDPC和混沌DSSS的协同窄带干扰抑制方案。该方案在提出单位阵取反变换的直积构造方法来生成校验矩阵的基础上,采用Moore-Penrose逆--满秩分解方法完成了QC-LDPC的编码;针对直序扩频系统,在分析了改进型Logistic映射序列性能的基础上,使用混沌扩频序列提高抗干扰能力。仿真验证了该方案的有效性,结果表明：在JSR为20 dB时,与现阶段传输标准相比,该方案可以获得8.2 dB的信噪比增益。     

基于QC-LDPC-Chebyshev混沌序列优选的CDL抗干扰研究

为实现干扰条件下低信噪比的通用数据链信息可靠传输,提出了一种基于QC-LDPC和CDSSS的通用数据链协同抗干扰方案;该方案在提出单位阵取反变换的直积构造方法来生成校验矩阵的基础上,采用LU分解方案完成了QC-LDPC的编码,使用Min-Sum算法完成译码;在直序扩频系统中分析了Chebyshev混沌映射序列性能和优选方法,采用优选的混沌扩频序列提高抗干扰能力;最后通过不同干扰条件的仿真验证了方案的有效性,结果表明,协同方案比相同条件下的Mackay码字性能更优。