基于PSWF的非正弦通信系统同步方法

基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)的非正弦时域正交调制信号的自相关值呈现明显的起伏震荡特性,这给同步检测带来了较大的困难。针对这一问题,提出了一种采用m序列调制基带PSWF脉冲作为同步头的同步提取方法,该同步头具有尖锐的自相关峰,有效解决了同步困难的问题。同时,给出了该同步方法的实现方式,可有效降低同步捕获过程运算量,缩短同步捕获时间,提高同步捕获精度。     

基于前导脉冲辅助的相位调制1090ES信号载频同步算法

基于相位调制扩容1090ES信号为ADS-B带来新的功能和应用,载波频率同步是扩容信号需解决的一项关键技术。针对扩容1090ES信号的突发载频同步问题,提出了一种基于频偏捕获和相位误差跟踪环的快速同步方法,频偏捕获采用前导辅助脉冲相关性判决进行二叉树频率搜索,捕获载频偏差并校正得到频偏较小的基带信号,相位误差跟踪环实现对小频偏信号进行频率估计和补偿。仿真结果表明:该方法适用于基于相位调制的扩容1090ES信号接收系统。     

基于低通等效的非正弦时域正交调制系统研究

针对基于椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)的非正弦时域正交调制系统在应用中遇到的带通PSWF信号实时产生困难、系统对同步误差敏感及实现复杂度高的问题,从带通信号低通等效的基本原理出发,分析了带通PSWF脉冲信号的低通等效形式,论证了正交带通PSWF脉冲信号的低通等效正交条件,提出了基于低通等效的相关接收方法,并对其性能和抗同步误差能力进行了分析.理论分析和仿真结果表明,非理想同步条件下,基于低通等效的解调方法具有更好的对抗同步误差的能力,对比于优化的解调方法,系统性能仍有至少2 dB的提高,这种方法还可降低系统的实现复杂度.     

直序扩频系统中扩频码同步技术的研究

针对扩频通信中伪随机序列的快速捕获问题,文中提出了扩频信号快速捕获方法,来解决低信噪比条件下伪码序列的捕获问题.首先对直接扩频通信系统的基础理论做了探讨,而后重点研究了两种基带扩频信号同步捕获方案--序列相位搜索捕获法和不连续相位滑动相关法,序列相位搜索捕获法主要适用于m序列码周期较短的情况,而不连续滑动相关法则克服了...     

一种基于调制m序列的直接序列扩频信号调制方法

为提高直接序列扩频通信系统的频谱利用率,该文提出在m序列周期等于信息比特位宽整数倍情况下的直接序列扩频信号——调制m序列的信号调制与解调方法(m-DSSS)。首先结合调制m序列相关性数值仿真结果验证m-DSSS信号捕获可行性,然后根据信息比特的排列组合情况,设计一种基于多通道的m-DSSS信号调制和解调方法,并对m-DSSS信号通过加性高斯白噪声信道后的抗干扰能力建立数学模型。最后在相同频谱利用率条件下,与码移键控(CSK)调制方式进行了仿真对比试验。仿真结果表明,m-DSSS信号不仅比CSK信号具有更低的副峰,且当载波采用BPSK调制时,m-DSSS还可通过判断极性来辅助信号捕获,在误码率优于1e-3条件下,m-DSSS信号比CSK信号有2 dB以上优势,验证了m-DSSS调制用于直扩系统的可行性。     

一种基于调制m序列的直接序列扩频信号调制方法

为提高直接序列扩频通信系统的频谱利用率,该文提出在m序列周期等于信息比特位宽整数倍情况下的直接序列扩频信号——调制m序列的信号调制与解调方法(m-DSSS).首先结合调制m序列相关性数值仿真结果验证m-DSSS信号捕获可行性,然后根据信息比特的排列组合情况,设计一种基于多通道的m-DSSS信号调制和解调方法,并对m-DSSS信号通过加性高斯白噪声信道后的抗干扰能力建立数学模型.最后在相同频谱利用率条件下,与码移键控(CSK)调制方式进行了仿真对比试验.仿真结果表明,m-DSSS信号不仅比CSK信号具有更低的副峰,且当载波采用BPSK调制时,m-DSSS还可通过判断极性来辅助信号捕获,在误码率优于1e-3条件下,m-DSSS信号比CSK信号有2?dB以上优势,验证了m-DSSS调制用于直扩系统的可行性.     

基于TDT的Hermite脉冲超宽带同步算法

同步捕获是超宽带（UWB）通信面临的主要难题之一。＂脏模板＂（TDT）同步捕获算法十分适合UWB系统,在数据辅助（DA）模式下它具有低复杂度和快速捕获的特点。但是,在无数据辅助（NDA）的模式下,它的性能就要取决于系统随机信号的干扰。因此,分析利用正交Hermite脉冲的方法来解决这个问题。算法采用一串交替的正交Hermite脉冲来调制要发送的信号,并对原TDT算法进行了相应的修改来实现同步。该方法无需训练序列,在NDA模式下能够达到良好的性能。理论分析仿真结果表明,算法在均方误差（MSE）上跟传统TDT算法相比有较好改善。     

基于时延二维估计的BOC调制信号捕获方法

采用常规的BPSK调制信号捕获方法处理BOC调制信号时,会因BOC调制信号相关函数的副相关峰具有数目较多、幅度较大、峰间时延较小等特点而引发捕获模糊问题.本文系统解析主流捕获方法的捕获模糊规避思路,提出一种基于时延二维估计的BOC调制信号新型捕获方法.与主流捕获方法相比,时延二维估计法在调制参数敏感性、信噪比损失、搜索步长、时延估计精度、硬件资源需求、实现架构等方面综合最优.     

一种基于自适应的DS-UWB同步捕获方法

提出一种在室内密集多径信道环境下的直扩超宽带(DS-UWB)多用户接收信号的同步捕获方法,并对该方法的性能进行了理论分析和仿真验证.该方法利用冲激脉冲经过密集多径信道后其能量在时间上扩展的特点,采用随机训练序列,结合自适应均衡,以训练序列与判决输出之间的误差均值最小作为判决准则,通过可变步长有重点搜索能量最大区间来实现快速同步.     

基于椭圆球面波信号的连续相位调制及其频谱性能分析

椭圆球面波信号（PSWF）是时频域最佳能量聚集性信号,探索性地将PSWF信号应用于连续相位调制（CPM）技术,对基于椭圆球面波信号的CPM调制信号产生过程进行了描述;给出了采用自相关函数法对基于PSWF的CPM调制信号功率谱密度计算方法;结合数值计算、分析对比了最小频移键控、正弦频移键控、高斯最小频移键控以及基于高斯函数的CPM调制信号功率谱密度及其信号占用带宽等特性。数值计算结果表明椭圆球面波信号相比矩形脉冲、升余弦脉冲、高斯脉冲及（类）高斯脉冲作为CPM的基带调频信号,可以获得频谱性能、能量聚集性较好的CPM信号。     

A coherent acquisition method for a PN sequence using binary searchand an auxiliary sequence

Direct sequence spread spectrum systems require a local replica of the pseudonoise (PN) sequence to be synchronized with the received signal's spreading code. A method is proposed to improve the PN sequence acquisition time and decrease the acquisition time variability. The proposed method is based on a binary search algorithm. At each stage of the algorithm, an auxiliary signal is used to formulate a new search region within the PN sequence, and at each stage the search region is reduced by half. The region containing the incoming PN phase is therefore obtained within O(log₂ (N+1)) steps. A closed loop coherent PN acquisition algorithm presented by Salih and Tantaratana (1996) motivated the use of the auxiliary signal, and the algorithm of Salih et al. is also used for comparison. Results indicate the algorithm presented in this paper can achieve a factor of two to three times improvement in the mean acquisition time with a significant decrease in the acquisition time variability     

大频偏低信噪比下DS/SS系统中的扩频序列捕获研究

该文研究大频偏低信噪比情况下DS/SS系统中的序列捕获问题,介绍了一种基于非相干序贯检测算法的捕获结构。主要考虑了频偏和GOLD码部分相关对参数选择的影响。理论分析和计算机仿真结果均表明,采用这种结构,在低信噪比和较大的频偏下能得到较好的捕获效果,而且其实现的复杂度不高。     

卫星5G通信抗干扰时频同步算法

为了提高卫星通信系统的抗干扰和抗频偏能力,提出了一种在5G物理层波形中融入扩频技术的传输波形设计方案和辅同步信号（Secondary Synchroniztion Singnal,SSS）辅助主同步信号（Primary Synchronization Signal,PSS）多步联合抗干扰时频同步算法。该算法的实现分为3步：首先采用SSS辅助PSS二维时间同步得到粗同步点;然后根据粗同步点进行整数倍和小数倍频偏估计与补偿,其中小数倍频偏估计分为PSS扫频粗频偏估计和SSS辅助PSS互相关精频偏估计;最后对频偏补偿后的接收序列再次进行精时间同步和频偏补偿。仿真结果表明,所提设计方案和同步算法可以抗干信比为12 dB的干扰,并且在低信噪比下的性能优于传统算法。     

一种新的直扩超宽带系统快速同步方案

本文提出了一种新的基于能量窗的直扩超宽带系统码片同步方法，通过设计具有重复特性的码来提高能量窗的信噪比，从向可以较为准确地获得码片同步，并将窗口中的信息作为接收端本地信号与接收信号进行匹配接收，这样可以存未知接收信号相位的情况下有效地接收多径能量，提高接收信噪比。在完成码片同步之后再进一步进行PN码的相位同步，这里以线性搜索为例分析得到超宽带信号总的平均同步时间，并与现有的超宽带同步方案进行了比较，新方案将信号捕获分成两部分完成，大大降低了超宽带信号捕获时间。     

高动态短时突发扩频信号的快速捕获

针对低信噪比和大多普勒频移环境下,短帧突发直接序列扩频通信系统要求在短时间内以很低虚警和漏警概率捕获信号这一难题,设计了仅使用独特码的短时突发扩频信号帧结构,在接收端将扩频码与独特码作为一个复合扩频码看待,提出了基于FFT的高动态突发信号捕获方法,可同时快速完成突发信号检测、扩频码捕获、频偏估计、帧同步检测和位定时捕获等任务。仿真结果表明:该算法能有效消除多普勒频移对短时突发扩频信号捕获性能的影响。     

基于Karhunen-Loeve变换的正交椭圆球面波脉冲波形设计

针对正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲硬件实现复杂度高和难以实时产生的问题,通过对PSWF脉冲求解和正交化两个过程的优化整合,该文提出了一种基于Karhunen-Loeve变换的正交PSWF脉冲波形设计方法。该方法首先将PSWF脉冲表示为Legendre多项式加权求和的形式,通过对原脉冲互相关矩阵进行Karhunen-Loeve变换,得到正交系数矩阵,从而实现PSWF脉冲的正交化。以此为基础,设计了一种高效快捷的正交PSWF脉冲实现方案,建立了正交PSWF脉冲与Legendre多项式系数向量的对应关系,能够通过改变特征多项式的系数来快速设计正交PSWF脉冲,同时具有实时性好和实现复杂度低的优点,为正交PSWF脉冲的工程化实现提供了一种高效快捷的新方案。     

自适应滤波自编码扩频系统的同步捕获研究

在自编码扩频通信系统中,扩频码从随机数据流中产生,具有动态可变特性。利用自适应滤波提取扩频码的自编码扩频通信系统就是在传统自编码扩频通信系统的基础上,引入了谱估计中AR滤波的概念,动态地把信源序列转换成高斯白噪声分布的数据流,然后经二值量化得到具有良好相关特性与平衡性的伪噪声序列作为扩频序列。编码序列的同步捕获是自编码扩频通信系统中的关键技术。为了可靠地解调信号,必须建立快速、可靠的同步。本文即是针对这种自编码扩频方法提出的一种周期性地发送同步头的编码同步捕获方案,并对方案的性能进行了理论分析和实验仿真。     

Acquisition algorithm for BOC signals in high dynamic environment

As the synchronization of binary offset carrier (BOC) signals couldn’t be realized in high dynamic environment by traditional acquisition algorithms,an acquisition algorithm based on fractional Fourier transform (FRFT) and discrete polynomial-phase transform (DPT) was proposed.Firstly,the algorithm determined how to process the received signal according to the dynamic order obtained by the order operation.And then the acquisition was achieved by searching the spectral peak of the FRFT algorithm to obtain the estimation of dynamic parameters and code phase.Theoretical analysis and simulations show that the proposed algorithm eliminates the influence of second-order doppler shift rate based on original FRFT acquisition algorithm,which can successfully capture high dynamic BOC signals.The proposed algorithm further enhances the dynamic adaptability and anti-noise performance and has superior performance in detection probability and acquisition time in comparison with other algorithms.     

一种新的SC-FDE系统粗定时同步算法

定时同步是单载波频域均衡(SC-FDE)系统的一项关键技术,其中的粗定时同步算法决定着同步收敛速度,由Schmidl和Cox提出的传统算法中出现的测度峰值平台影响着粗同步的精度与速度。通过训练符号格式的重新设计,利用其中4个相同部分良好的相关特性,提出了一种基于特殊训练符号的粗同步算法。仿真结果表明,在高斯白噪声信道和多径衰落信道条件下,新算法定时偏差估计的方差和均值接近于理论值,粗定时同步能够精确地完成,较好解决了测度峰值平台问题。     

基于能量检测的UWB数据包联合捕获方法

针对非相干UWB系统的数据包捕获问题,提出了一种联合信号捕获、误码率性能优化与包同步字检测的捕获方案.在信号捕获后发送导频序列实时估计信噪比,并搜索积分窗口长度,以获得最低误码率.给出了数据包捕获模型的合适性能指标,分别采用串行搜索与跳K步搜索策略,结合7位与13位巴克码为包同步字进行数据包捕获,仿真结果表明,三者联合的方案能够在保持一定包捕获性能的同时获得较好的误码率性能.