跳频信号2D-DOA与极化参数的欠定估计

为在欠定条件下估计跳频(frequency hopping,FH)信号二维波达方向(two dimensional direction of arrival,2D-DOA)和极化参数,从而有效辅助FH网台分选和信号识别、跟踪等,提出基于空间极化时频分析的联合估计算法.在建立FH信号极化敏感阵列快拍数据模型基础上,推导空间极化时频分布(spatial polarimetric time frequency distributions,SPTFD)的线性时频扩展形式SPSTFT,同时给出一种组合时频分布方法定位各跳(hop)信号在时频面上的自项区域,据此构造各hop的SPTFD和SPSTFT矩阵.利用SPSTFT/SPTFD矩阵中蕴含的信源极化-空域特征信息采取两种不同方法估计2D-DOA和极化参数.新算法无需多维参数寻优和配对,计算量小.仿真结果表明,本算法能在欠定条件下有效估计FH信号2D-DOA和极化参数,SPTFD矩阵法估计精度高,并能处理发生频率碰撞的hop.     

水声信道下差分跳频信号检测的优化算法

为克服水声多途干扰影响,提出将差分跳频技术应用于水声通信,通过分析水声多途信道下差分跳频信号的特征,利用频率转移函数的隐含信息和水声信道的多途特征,优化了频率序列检测的Vitervi硬判决算法,并详细给出了算法流程.在含有加性高斯白噪声的多途信道下进行了仿真.结果表明,采用优化算法的系统性能得到显著提高,在频率检测差错率为10×10-3时,获得了近2.5 dB的增益,表明差分跳频体制能有效克服多途干扰,适用于水声通信.     

一种混沌跳频码的产生方法及其在通信中的应用

基于Logistic映射,根据返回映射和符号动力学的思想产生混沌跳频码。与已有的方法相比,产生的跳频码具有良好的性能,且抗预测和破译的能力较强。在此基础上,设计并实现了混沌跳频CSK通信系统和混沌跳频OFDM通信系统,对误码率的理论分析和仿真结果表明,该系统的抗噪声和多径干扰的能力较强。     

跳频通信损伤研究

定量分析了跳频损伤产生的主要原因,导出了跳频损伤比与跳频设计参数之间的数学关系,得到了跳频系统损耗的下界,给出了便于使用和指标界定的估算公式,从而阐明了跳频通信与定频通信在有关性能上的差异,澄清了一些模糊认识．     

一种快速的跳频码序列产生方法

结合理论与工程两个方面,在已有研究成果的基础上,提出了一种快速指数算法加非线性转移矩阵变换的跳频码序列产生方法。其算法复杂度呈对数增长规律,具有快速运算的特点。在转移矩阵取得最大秩时,生成的跳频码序列具有随机性和均匀性。通过计算机仿真,对频率撞击特性进行了统计研究,证明了该方案的可行性。     

Adaptive mechanism for the frequency hopping MAC

For the frequency hopping media access control protocol (FH_MAC), there is a parabola relationship between throughput and traffic, and then an adaptive FH_MAC (AFH_MAC) is proposed for the maximum throughput, which is fit for timeliness traffic in aeronautical ad hoc networks. The paper works out the expression for the throughput, success transmission probability and average time delay based on the queuing theory, combination theory and discrete laplase transformation. The results show that, the time delay performance of the FH_MAC is better than that of the time division multiple access (TDMA) and IEEE 802.11 distributed coordination function (DCF), that the throughput and success transmission probability of the FH_MAC are higher than that of the ALOHA when the traffic load is low, and that the theoretic analysis of the AFH_MAC is in accordance with simulation, and the adaptive mechanism works well.     

跳频频率合成器频率转换速度和频谱纯度的研究

将DDS和PLL两种优缺点互补的技术结合在一起，优化设计了一种DSP控制的DDS PLL跳频频率合成方案，采用了自适应精确预置技术，从而进一步缩短了环路锁定时间，提高了频谱纯度。     

一种有效的CFCR域LFM信号分析方法

为了解决现代电子战领域中无延迟的线性调频信号分析方法计算量大,以及低信噪比情况下抗噪性能和估计精度不理想的问题,提出了一种有效的无延迟线性调频信号分析方法。所提算法通过利用局部尺度傅里叶变换和傅里叶变换,将线性调频信号变换到中心频率-调频率的二维域中。在中心频率-调频率域中,线性调频信号的能量得到有效积累,形成易于检测的尖峰。通过检测尖峰坐标,得到信号参数的估计值。为了提高估计精度和降低计算量,采用了双尺度估计策略。仿真结果验证了低信噪比情况下,该算法具有良好抗噪性能和估计精度,并且所提算法计算量小,易于实现。     

短波DFH系统最高跳速的确定

对制约短波高速DFH跳速的众多因素进行了分析，结果表明，短波信道群时延是确定短波高速跳频系统跳速的重要因素，它决定了在一定带宽条件下，DFH系统的最高跳带为5000跳/秒。     

窄带信号频率和角度估计新方法

针对宽带接收机对窄带信号进行频率和到达角估计问题,提出了一种新的快速频率和角度估计方法．首先利用参考频率进行到达角预估计,然后利用空域滤波有效地将频率和预估计到达角进行匹配,并根据天线阵列的结构特点利用信号的相应频率进行预估计到达角校准,获得了信号的准确频率和到达角估计值．仿真分析验证了所提出方法可实现宽带接收机的窄带信号到达角和频率的快速估计．     

非理想NNC-DFH接收机抗部分频带干扰性能分析

为改善差分跳频系统的抗部分频带干扰性能,提出一种噪声归一化合并差分跳频接收机模型.采用矩生成函数法推导了非理想噪声功率估计条件下系统误符号率的联合上界.将信道建模为瑞利衰落信道,同时考虑了加性背景热噪声的影响.数值和仿真结果验证了理论分析的正确性.研究结果表明:在噪声估计不存在严重偏差时(估计误差因子满足0.1<λ<3.0),噪声归一化合并差分跳频接收机在最坏部分频带干扰下的性能优于乘积合并和线性合并差分跳频接收机,且当噪声估计值略低于理想估计值时(0.2<λ<0.6),系统误符号性能优于理想噪声估计条件下的误符号性能.     

L波段捷变频频率源关键技术研究

为了研究宽带低杂散的L波段捷变频频率源,采用DDS技术从数学方法上对DDS输出信号模型表达式进行展开和近似,在精度允许范围内将DDS输出信号近似为小信号锯齿波调制正弦波的结果,深入分析了锯齿波的频谱和频率控制字之间的关系.根据信号调制理论分析了DDS输出信号杂散分布及杂散频率和频率控制字之间的关系,DDS杂散谱线数量也与频率控制字相关,得出了相应的规律.结合实际工程和DDS杂散分布规律,设计了L波段(1.225～1.425 GHz)的捷变频频率源,在频率误差允许范围内选择合适的DDS输出频率范围和频率控制字,提高了系统宽带杂散抑制,DDS输出信号经滤波器之后杂散电平优于-83 dBc,经8倍频和滤波后杂散电平优于-70 dBc.     

跳频序列研究综述

数据链是无人集群系统的重要网络结构,网络组间采用跳频技术实现抗干扰。跳频序列的非周期部分汉明相关能全面衡量跳频序列在不同相关窗大小下的抗干扰性能,其对于系统性能的评价非常重要。文章建立了关于跳频序列集非周期部分汉明相关的理论下界,推导了跳频序列集中序列的长度和数量、频隙集的大小、相关窗窗口大小与最大非周期部分汉明自相关以及最大非周期部分汉明互相关的不等式关系。可以用得出的理论界来判断所使用的跳频序列集关于非周期部分汉明相关的优劣。     

复杂干扰条件对跳频系统中断概率的影响

由于跳频通信系统不仅会受到敌方跟踪干扰的攻击,也会受到己方同一布设区域内其他电台邻频干扰的影响．因此,针对敌我两类干扰同时作用于跳频通信系统的实际,理论分析了复杂干扰条件对跳频通信系统的作用机理,并通过计算机仿真对理论推导结果进行了验证．针对典型跳频电台,以推导得到的旁瓣干扰模型为输入参量,评估了电台在复杂干扰下的中断概率．仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性．     

一种低信噪比下MPSK信号频率估计方法

针对MPSK信号载波频率估计所需信噪比高的问题,提出一种低信噪比下MPSK信号频率估计方法.首先使用现代谱估计方法建立自回归模型,完成MPSK信号载波频率的粗估计,得到含有较小残留频偏的信号;然后进行M-th非线性变换,根据最大似然准则,估计出较高精度的残留频偏值.仿真结果表明,本算法在较低信噪比下可达到较高精度,算法稳定可靠.     

AUV水声跳频通信调制解调器的设计与实现

在复杂时变水声通信环境中非相干FH-FSK调制解调技术是一种较为稳健、可靠的通信方式,适合于低速、高可靠的水声设备遥控等应用场合,如水面船遥控高速运动的水下智能机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)。但也面临着以下困难:1)高速运动带来的多普勒会严重恶化通信系统性能;2)为节省能耗,AUV依据通信需求可对通信单元进行经常性的上电与断电操作,导致异步单工工作模式下水面与水下通信节点之间很难协调工作。针对以上问题,提出了采用脉冲对技术进行可靠多普勒估计,并采用线性插值技术进行高效多普勒补偿;结合通信节点板载高精度时钟以及设计的声链路同步机制有效地解决了AUV和水面控制船之间的双向链路建立与数据传输工作。基于OMAP-L138双核处理器平台设计与实现了FH-FSK的水声调制解调器的样机,湖上实验结果表明提出的传输控制协议可保证通信节点之间的通信链路随机建立和断开,结果证明所设计的样机稳定、可靠。     

基于小波映射跳频码的跳频系统性能研究

为研究基于小波跳频码的跳频系统性能,采用小波跳频扩频码和小波快速算法,依据小波变换构造了一组独立均匀分布的扩频随机码,码序列具有多址和自相关特性,结合M allat二进小波算法,产生快跳频的跳频图案,具有抗干扰、抗衰落和抗多径特点.与M序列比较,小波跳频码数目众多,具备快速算法,而且具有正交性、自相关性和平衡性.Monte-Carlo仿真实验表明,采用小波映射跳频码系统误码性能明显优于M伪随机序列2-4 dB,是一种较理想的跳频随机码序列.     

Novel miniature pneumatic pressure regulator for hopping robots

A novel miniature pressure regulator is fabricated and studied. The regulator can easily be integrated into portable mechatronics or miniature robotic applications because of its lightweight and compact size. An especial poppet is designed to minimize its size and to withstand high-pressure. The pressure regulator is designed for a hopping robot which is powered by a combustion system. The hopping robot has great moving capacities such as jumping over big obstacles,walls and ditches. The regulator helps the hopping robot to decrease size and weight,and to sustain high pressure of oxygen and fuel tank. It will maintain constant output pressure to obtain suitable proportion of oxygen and fuel in the combustion cylinder. Dynamic simulation of the miniature pneumatic pressure regulator is performed. Experiments on prototype of miniature pneumatic pressure regulator are also carried out to validate the performance and satisfied performance is obtained.     

一种MSK-Type信号的频率同步改进算法

MSK-Type信号的频率同步技术可以采用基于最大似然理论的估计方法.但该算法结构复杂,计算量十分庞大,不利用工程上的实现,所以对MSK-Type的频率同步大多采用非线性同步的方式.其算法主要有延迟相乘和2P-Power算法,但这种选用前馈结构的无数据辅助算法只适用于全响应的连续相位调制信号,且由于在非线性相乘过程中引入大量自噪声,从而导致同步性能下降.为解决MSK-Type调制信号频率同步算法精度低、适用范围小及不利于工程上实现等问题,本文在延迟相乘频率同步算法的基础上,提出一种改进算法.该算法通过对部分响应和全响应MSK-Type信号采用不同幂次非线性处理,消除了延迟相乘算法中的自噪声影响,与原算法相比,频偏估计精度可提高5d B左右.另外,所提算法不仅将应用范围扩展到了部分响应MSK-Type信号,扩大了同步算法的适用范围,而且还具有便于工程实现的特点.     

多谐波信号的基频估计

旋转机械的有源噪声控制中对谐波信号进行基频估计可以有效地跟踪噪声的频率变化,使控制系统能够对噪声进行有效控制。分析了Pulse-Pair频率估计的基本原理,通过Hilbert变换器对多谐波信号基频作精确的估计。对Hilbert变换器和低通滤波器进行联合设计,优化了系统结构,减少了运算量。仿真结果显示,本算法精度达到要求,计算量小,易于硬件实现。