基于希尔伯特变换的信号解调算法及其在飞机供电特性参数测试系统中的应用

电压调制幅度、频率调制幅度和畸变频谱是对飞机机载电源系统供电特性参数进行测试时与信号调制相关的重要参数。为了更好地测试这些参数,提出了一种基于希尔伯特变换原理的数字解调算法,可以将采集的幅度或频率调制信号进行解调分析;同时,构建了一套飞机供电特性参数测试系统,将解调程序与硬件设备结合,通过程序控制数据采集卡对机载电源信号采样与解调分析;设计了实验对波形发生器产生的调制信号进行采样与解调,验证了该系统具有良好的效果,可以应用于飞机供电特性参数的测试中。     

一种光纤现场总线通讯系统的分析与设计

针对煤矿、机场等特殊工业现场,设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和光模块的光纤现场总线通讯系统.在物理层,该系统使用光纤代替双绞线,提高了通讯的速度和抗电磁干扰能力,并通过CPLD进行信号的调制解调以及现场设备传输模式的切换,实现光电信号之间的转换,使整个通讯系统形成环形拓扑网络,提高了通讯的可靠性.在应用层,通过定义扩展帧、设置帧号和位图、使用管道技术等,提高了系统的通讯效率和准确性.技术分析表明,该通讯系统具有较实用的兼容性及可扩展性.     

MUSIC算法用于低信噪比下的包络分析

1引言 可将水卢目标螺旋桨噪卢建模为一个受窄带调制的宽带随机过程[1],其窄带调制信号(又称包络信号)是本文的分析对象.在声纳信号处理中把通过对接收的宽带信号进行解调(常采用平方律解调)以计算低频解调谱的算法称为DEMON(Detection of Envelope Modulation On Noise)分析,解调后的低频时域信号称为包络信号,其功率谱称为DEMON谱(又称包络谱).实际情况下,我们所期望的包络信号可能会淹没在噪声中而无法检测出来.     

变步长频率加权能量算子在轴承故障诊断中的应用

通过包络解调可以提取调制信号中的周期成分来实现轴承故障的早期诊断与预警。但在进行包络解调时,需要解调信号必须为单调幅调频信号,且解调效果容易受到其他干扰信号的影响。频率加权能量算子较包络解调具有更高鲁棒性,但频率加权能量算子在离散化时使用的中点平均差分方法对中心频率较低的调制信号进行解调时鲁棒性较差。因此变步长频率加权能量算子通过改变步长参数来增强其在中心频率较低时的鲁棒性。通过分析与试验验证表明,变步长频率加权能量算子在整个频带都具有较好的解调效果。变步长频率加权能量算子可以在信号未经分解的前提下实现不同共振频带的解调,所以具有更强的工程应用价值。     

振动调幅信号的循环平稳解调原理与应用

在具有齿轮、滚动轴承的机械设备故障诊断中,广泛使用解调分析方法进行故障特征提取.对其中的周期平稳信号,通过循环自相关函数分析,并利用函数在某些循环频率下的切片进行绝对值解调可解出信号的调制频率.对两组调制相加信号在对应于某个调制频率的循环频率处进行循环自相关函数的切片解调,可得到该组调制频率成分的解调谱,从而达到将幅值调制相加信号分离成单一幅值调制信号并进行有效解调的目的.仿真和对滚动轴承实验验证,该方法在低频和高频处分别切片都有很好的解调效果,且与理论推导一致.但是该方法存在解两相加信号时以两频率之差及其倍频作为调制频率解出的局限性.     

QAM信号在软件无线电中实现调制解调

在当今的通信领域中，通信信号的种类如过江之鲫，而且软件无线电自身的特点又使得它对信号的调制和解调信号的实现更加困难。但是，各种各样的通信信号从理论角度上讲都可以通过正交调制的方法来实现。本文介绍QAM信号在软件无线电中的调制解调方法和实现调制解调的理论依据及信号的特点。     

FM信号源调制相移特性和调制延迟的测量评价

本文提出了FM信号源调制延迟和调制相移的一种测量方法,借助于正弦波信号源调制处于外调制状态下的FM信号源,以数字存储示波器对FM信号及其外调制信号进行同步波形测量,用数字化解调方法解调出FM信号中的正弦调制波形,比较调制信号和解调波形的延迟时间,最终获得了FM信号源的调制延迟和调制相移的测量结果.一组实验结果验证了本文方法的正确性和可行性.     

蛙人水下语音通信技术研究现状和展望

蛙人水下语音通信机是蛙人进行水下行动和作业必不可少的装备,在军事和民用等领域受到越来越多的关注。首先介绍了国内外蛙人水下语音通信机产品和技术的研究现状和成果,然后对蛙人水下语音通信机领域发展面临的关键问题进行了详细讨论。指出了越来越多的基于数字信号处理技术的调制解调技术被运用到蛙人水下语音通信领域中,可有效降低水下蛙人语音使用中多途效应和海洋环境噪声等干扰因素,提高通话质量,并已成为主要的研究方向;在结构方面,蛙人水下语音通信机由分体式、大体积向模块化、小型化、低功耗和一体式转变,这也成为未来发展的趋势。     

一种具有二级触发功能的水声释放器遥控系统

水声释放器在海洋环境监测、水下施工和海洋测绘等领域发挥着重要作用。考虑到长期值守对低功耗的要求,传统水声释放器采用简单的非相干频率调制解调方法进行遥控,要求遥控信号有较高的信噪比,因此易被非授权方截获、复制从而导致丢失。基于STM32微处理器设计了一种频率调制结合扩频调制的二级触发释放器遥控系统,该系统在通过作为第一级触发的频率检测后,需对低信噪比扩频信号检测进行二级触发,从而提高系统的可靠性、安全性。海上实验结果表明了该方案的有效性。     

调相信号的数字化解调

通过单周期正弦波曲线模型的滑动拟合法,获得正弦序列的瞬时频率信息,使用对瞬时频率的积分运算,实现了正弦载波相位调制信号波形的精确解调.在调制信号是方波的情况下,给出了相位解调的仿真结果和其它参数的波动情况;在1个实测调相曲线波形上进行的解调分析,给出了相位调制波形的解调结果;在调制信号也是正弦波的情况下,给出了解调失真的计算方法和结果.本方法用于评价载波为正弦波的调相信号时,具有准确度高、分辨力高的特点,可用于调相信号源及其解调设备的指标评价和计量测试.     

基于DSK6455的OFDM水声通信算法设计与实现

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术由于其具有频谱利用率高、抗多径和抗脉冲噪声能力强、在高效带宽利用率情况下的高速传输能力以及实现方法简单的特点,成为了近年来水声通信中的研究重点和热点之一.基于OFDM技术,在SDI公司的TMS320C6455DSK(DSP Starter Kit)板卡上实现了实时水声通信,试验结果表明,在4.3km的水平通信距离上,采用QPSK调制,1/2卷积码编码,通信带宽为4kHz,通信速率达到了1873 bps,误码率小于10^-4.为实现OFDM技术的水声组网通信,水声语音、图像传输奠定了基础.     

OFDM技术在认知水声通信系统中的应用

随着对水下通信速率要求的提高和水下通信用户的增加,实现高速水声通信和对水下频谱资源的有效共享成为了水声通信的研究热点.认知水声通信系统为解决频谱资源共享提出了新的思路,而OFDM技术又具有频谱利用率高、通信速率快、频率选择灵活等优越性能.在阐述两种技术各自优势的基础上,指出了OFDM技术应用于认知水声通信系统的可行性,提出了一种基于OFDM技术的认知水声通信系统的设计方案,并给出了系统框图及仿真结果,验证了基于OFDM技术的认知水声通信系统的可行性和有效性.     

北极高速水声通信实验初步研究

因海冰覆盖和独特的声速剖面特征,北极水声信道有其特殊性,为研究、开发和利用北极,需要开展北极水声通信研究。2017年夏季在北冰洋中心区开展了一次距离1.26 km、通信速率为1.2 kbps的冰下水声通信实验。实验结果表明通信系统的载波频率偏高、声接收端背景噪声级较高以及水声信道上界面的海冰分布较为复杂是导致实验结果误码率偏高的主要原因,提出了相应的改进措施和建议。实验过程中,水声通信设备系统工作良好无故障。此次实验为极地水声通信装备的研制、极地水声通信的研究与应用积累了宝贵经验。     

认知型水声通信时空自适应处理算法研究

针对浅海水声通信面临的复杂干扰环境,提出了一种适用于水声通信系统的认知型时空自适应处理算法。该算法在传统时空自适应阵列处理算法的基础上引入了干扰认知的功能,通过干扰认知处理降低计算量,并且实现干扰样本的选取,确保自适应算法的可靠收敛。利用了协方差矩阵特征分解和多重信号分类(Multiple Signal Classification, MUSIC)估计干扰的个数,辅助选取盲源分离算法中的维度和时空自适应算法中的空域维度,进行算法降维处理。针对采用盲源分离后的各干扰,采用包络检测法提取时域特征,采用短时傅里叶变换(Short-time Fourier Transform, STFT)方法提取时频谱特征,分析干扰特征,实现干扰分类,从而实现干扰样本的选取。通过计算机仿真验证了该认知处理算法的性能。     

数字成像嵌入式DSP系统与PC间的串行通信

在数字成像嵌入式DSP系统开发中，为搭建交叉开发平台，便于系统调试，常常需要实现嵌人式DSP系统与计算机之间的通信功能。本文介绍了嵌人式DSP系统与PC机之间RS232串口通信方式，并实现了基于DM270的嵌人式DSP系统与PC机之间的RS232串行控制数据传输。     

水声信道的研究与仿真

文中提出的时变多径水声信道模型基本上实现了对海洋水声信道的模拟,在一定程度上反映了海洋介质的物理特性：对Rayleigh衰落模型的仿真,反映了海洋介质的不均匀性以及信号在水声信道中传输的时变特性。每种信道模型都是对真实信道的近似模拟,必然有其适用的范围,要建立更加完善的信道模型还需要对更复杂的环境参数和信号的多径时变特性做进一步研究。     

SVG与PC机的串行通信设计

根据静止无功发生器(SVG)主控制器TMS320F2812的串行通信要求,对TMS320F2812与PC机之间的串行通信进行了硬件电路和串行通信接口(SCI)初始化详细参数的设计.给出了基于MAX3160型收发器的DSP硬件接口电路和详细的SCI初始化代码,以及在此基础上实现串行通信的流程,同时给出了PC上位机上的串行通信接口的设置.     

单载波频域判决反馈均衡水声通信技术研究

水声信道中多途干扰严重,由多途效应引起的码间干扰是影响水声通信系统的关键性因素。单载波频域均衡(Single-Carrier Frequency Domain Equalization,SC-FDE)技术基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术提出,能有效对抗水声信道中的多途干扰,同时能避免OFDM技术峰值平均功率比高的不足。文中先介绍判决反馈均衡算法,并与其他均衡算法的抗多途性能进行比较。然后为提高系统均衡的可靠性和水声信道带宽利用率,对传统数据帧结构进行改进。将独特字(Unique Words,UW)序列均分,提高水声信道估计的精度,进而降低误码率,增加传输的可靠性;增加数据帧中有用信息符号,系统误码性能几乎不变,水声信道频带有效利用率提高。最后开展水池试验,验证了算法的有效性和可靠性。     

基于OMAP平台复相关测频算法的设计与实现

高性能和小型化是水声设备的重要发展趋势,研究嵌入式Linux平台在水声设备中的应用十分有意义。TI公司开发的OMAPLl37芯片采用独特的DSP与ARM相结合的双核结构,具有集成度高、硬件稳定性强、速度快、开放性好等特点。研制了基于OMAPLl37平台的数字信号处理分机系统,并对复相关测频算法在该平台上的实现方法进行了研究。具体包括该算法的原理分析,嵌入式Linux交叉编译平台的搭建、内核的编译下载、基于ARM与DSP双核操作系统的通信方式以及算法的硬件实现方法等,最后进行了电联调实验,实验结果达到了预期的效果。对于嵌入式Linux平台在水声设备中应用有一定的参考价值。     

基于正交频分复用的水下转发器的设计

为解决长距离高速水声数据传输问题,采用接力式水声数据转发传输是一个很好的解决方案。结合正交频分复用技术的特点设计实现了一个数字式的水下转发器系统。系统功耗低、结构简单,可以很好地解决水声通信中存在的多途干扰和窄带宽问题,实现高速、可靠的水下数据转发的目的。湖试中,在6000m的距离内,3kHz带宽下,转发速率为4.32kb/s,误码率低于10-3。湖试结果表明,基于正交频分复用的水下转发器可以达到较高的转发速率和较低的误码率。