一种基于多载频相位编码信号的速度估计新方法

基于正交频分复用技术的多载频相位编码信号具有良好的抗干扰性能、较高的频谱利用率和易于数字化处理等诸多优点,近年来备受关注。本文提出了一种基于MCPC信号的目标速度估计新方法,其核心思想是利用各子载频的粗距离像进行脉冲多普勒处理,然后通过最小二乘算法得到目标的无模糊速度。仿真分析表明,即便是高速目标情况下,该方法也能够在信噪比不高的情况下有效估计目标速度,同时获得不模糊测速和距离高分辨性能。      

MPSK信号载频盲估计

研究了相位编码信号（MPSK）的载频盲估计算法。在没有接收信号先验知识的情况下，首先对MPSK信号载频进行粗估计，然后进行相关运算把信号，接着估计码速率，得到载频和码速率的估计值，就把载频估计问题转化为频偏估计问题。利用基带MPSK信号的相位函数是分段线性函数且每一段直线的斜率均正比于频偏的性质，对接收信号的相位函数进行处理，把分段直线变成一条直线，最后运用最小二乘拟合法得到直线的斜率从而得到频偏估计。仿真表明本算法在没有先验知识的情况下可以对MPSK信号载频进行精确估计。     

多载频相位编码雷达信号分析

由于多载频信号在高分辨率,低截获等方面的优势以及适应未来雷达多功能的要求,近年来备受关注。针对多载频相位编码信号,以模糊函数为工具,对其与单载频相位编码信号进行了比较,证明其具有更佳的雷达探测性能。针对直接匹配滤波运算量较大的问题,提出先对子载频相位编码序列匹配滤波,再通过子带合成完成二级脉压的信号处理方式。仿真分析证明,该方式可获得与直接匹配滤波相近的效果。     

多载频混沌相位编码雷达信号处理研究

雷达波形设计与信号处理是现代雷达研究领域的热点。文中用具有弱结构性的混沌二相码对正交频分复用雷达信号的相位进行调制得到一种多载频混沌相位编码雷达信号,推导了该信号脉冲压缩的输出表达式,用分段FFT脉压法对该信号进行脉压,比较了该信号和多载频巴克码相位编码信号的脉压效果,并对该信号的接收处理过程进行了仿真。仿真结果表明:多载频混沌相位编码雷达信号具有更优异的脉压性能,能够实现在信噪比很低的情况下多目标的精确测距和测速,同时由于其灵活的结构、复杂的调制方式及类噪声的特性,提高了雷达的低截获性能。     

连续相位调制信号的信噪比估计

针对连续相位调制（CPM）信号信噪比估计子空间分解算法运算量较大和最大似然估计（MLE）算法信噪比小于0dB时精确度差的问题,提出了一种精确度较高的快速算法。该算法是对常用的最大似然算法的改进,利用接收信号的统计和互相关特性,无需获得信号的初始相位,便可快速准确地估计出信号的信噪比。信噪比在-20dB～20dB之间时,估计误差小于1dB。MATLAB和FPGA仿真验证了该算法的有效性。     

低信噪比下基带相位编码信号的脉内特征分析

针对基带相位编码信号相位抗噪能力弱的特点,通过提高相位的直流分量和计算相位的高阶差分,成功地提取到信号的突变信息。为了能在更低的信噪比下恢复出相位编码规律,还对原始相位进行了修正。理论分析了算法的实现过程,并进行了仿真试验。仿真结果表明,新算法在较低的信噪比下可以实现基带相位编码信号的脉内特征分析。     

对相位编码信号的部分相关检测

根据二相编码信号在相位突跳点两侧具有反相特性,提出一种二相编码解调方法：利用构造的相位突跳点样本,对各突跳点完成相关检测,并可在此基础上对编码进行重构。相关处理所具有的增益使得该方法可应用于对信噪比较低的相位编码信号的侦察。     

多载频相位编码信号的多普勒处理研究

由于多载频相位编码信号在频谱利用率、模糊函数以及包络峰均比三者之间达到了较好平衡,因而在近年来备受关注。针对这种雷达信号,研究基于子载频分离的脉冲多普勒处理技术,详细推导整个处理过程,分析速度对回波正交性及多普勒处理的影响,提出一种解决速度模糊的新方法。仿真分析表明,该方法能够较好地估计目标真实速度,对噪声具有一定的稳健性。     

载频调制二相编码激励的超声成像信噪比提高研究

针对压电陶瓷换能器的频带特性,采用正弦波载频调制二相编码信号的激励方案,研究换能器对单位码元载有不同周期载频的二相巴克码激励信号的影响,分析回波的脉冲压缩处理结果,优化调制参数,探讨激励信号与换能器的最佳匹配方式.利用本文提出的最佳调制参数的编码激励信号,在多目标环境下对四根靶线的复杂回波进行脉冲压缩实验研究,结果表明...     

相位编码信号码速率估计的最优小波尺度选择

研究了小波变换应用于相位编码信号码速率估计的尺度选择问题,提出了一种最优小波尺度选择方法。以相位跳变的最佳检测为依据建立了最优小波尺度选择函数,然后结合功率谱平滑载频估计和信号编码形式完成最优小波尺度的选取,最后通过叠加模值频谱完成信号码速率估计。仿真实验表明,所提出的尺度选择方法将二相编码信号和四相编码信号的码速率估计信噪比门限分别降低了1 dB和3 dB。     

用于正弦波频率估计的修正Kay算法

Kay算法能够估计出采样点较少的正弦波频率,但低信噪比下估计性能不佳.针对此问题,提出了修正Kay算法.首先基于最大似然估计准则,推导了观测信号模值与相位的条件概率密度函数,进而重建了Kay算法的相位差噪声矢量协方差矩阵与权值矩阵.实验结果表明,修正算法能够有效估计正弦波信号频率,与Kay算法相比,抗噪性更强.     

一种新的正弦信号频率和初相估计方法

提出了一种新的正弦信号频率和初相估计方法——频谱遍历法.该方法通过改变理想正弦信号频谱峰值实现对采样信号频谱峰值的遍历.分析了噪声对信号频谱幅度的影响,并以此给出了谱线遍历范围的选取准则.先估计频率,采用移频操作达到了良好的频域稳定性;再估计相位,避免了相位测量模糊的问题.在信噪比为6dB、采样点数为1024的情况下,频率估计均方根误差约为DFT频率分辨率的0.8％,初相估计均方根误差约为1.5°.Monte Carlo仿真表明,在达到一定信噪比或采样长度时,该方法的频率估计精度可突破CR下限,初相估计精度基本达到CR下限.     

一种低信噪比下PSK信号载波频率估计方法

提出了一种利用自适应陷波器对单频信号分量衰减的特性估计PSK信号的载波频率的方法。信号通过陷波器滤波,输出能量最小对应的频点即为信号的载波估计频率。仿真结果表明,在低信噪比环境下该方法的估计误差小于1%。     

Performance of low density parity check coded continuous phase frequency shift keying (LDPCC‐CPFSK) over fading channels

In this paper, in order to improve bit error performance, bandwidth efficiency and reduction of complexity compared to related schemes such as turbo codes, we combine low density parity check (LDPC) codes and continuous phase frequency shift keying (CPFSK) modulation and introduce a new scheme, called ‘low density parity check coded‐continuous phase frequency shift keying (LDPCC‐CPFSK)’. Since LDPC codes have very large Euclidean distance and use iterative decoding algorithms, they have high error correcting capacity and have very close performances to Shannon limit. In all communication systems, phase discontinuities of modulated signals result extra bandwidth requirements. Continuous phase modulation (CPM) is a powerful solution for this problem. Beside CPM provides good bandwidth efficiency; it also improves bit error performance with its memory unit. In our proposed scheme, LDPC and CPFSK, which is a special type of CPM, are considered together to improve both error performance and bandwidth efficiencies. We also obtain error performance curves of LDPCC‐CPFSK via computer simulations for both regular and irregular LDPC code. Simulation results are drawn for 4‐ary CPFSK, 8‐ary CPFSK and 16‐ary CPFSK over AWGN, Rician and Rayleigh fading channels for maximum 100 iterations, while the frame size is chosen as 504. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种改进的CPFSK信号频率估计方法

针对突发信号解调中多普勒频偏大的问题,提出了一种改进的连续相位移频键控信号(CPFSK)频率估计方法.首先接收信号平方运算使信号的调制指数加倍,再通过一次离散傅里叶变换(DFT),用搜索信号平方谱谱峰的方法实现突发信号频率估计.仿真实验表明,在低信噪比条件下,该算法的频率估计精度比经典的相位差频率估计算法提高了20%;该算法与广泛用于高动态突发信号的频率插值估计算法相比,同道干扰信道下信干比改善可达4 dB,DFT长度缩短约1/3.     

基于数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计

为在载波频率精确恢复前提高多进制数字相位调制（MPSK）信号在低信噪比下的估计精度,提出了一种数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计算法。算法在符号定时恢复和帧同步后提取同步段符号,相关运算后在频域进行信噪比估计。仿真结果表明,算法估计均值无偏,不受载波频率误差的影响,在符号长度为512、信噪比为-10 dB时,均方误差与克拉美罗界只有0.15 dB的偏差,特别适合于接收信号包含载波频率误差且要求低信噪比下具有较高信噪比估计性能的应用。     

一种适用于QAM信号的数字载波估计算法

由于发射和接收机振荡器的不稳定或/和信道的多普勒效应,使载波同步与补偿成为QAM信号接收的关键环节。针对非协作通信中各类载波同步算法只能校正较小的频率偏移的局限,根据QAM信号的基本特点,利用传输符号的统计独立特性,提出了一种新的数字载波频率估计方法。该算法采用开环方式,不需要导频数据,可以估计较大的频率偏移;没有反馈环路,复杂度低,实现起来比较简单。同时,该算法作适当改进,可以直接用于载波的估计。计算机仿真结果表明:该算法可以较好地对各种QAM信号中存在的较大频率偏移进行估计并做补偿;适当改进后可以直接用于估计载波频率,估计效果良好有效。     

一种新型置换相关键控混沌通信系统

在现有的非相干混沌通信系统中,用于传输参考信号的比特能量无法在接收端相关器被恢复出来,因此能量效率不高。针对这一问题,利用混沌序列前、后交换得到的新序列与原序列近似正交的特性,将参考信号与信息调制信号叠加在同一时隙传输,设计了一种置换相关键控混沌通信系统。在加性高斯白噪声信道中,该系统能从接收端相关器恢复全部的发送比特能量,具有比同类方案更高的能量效率。对误码率公式做了理论推导,对噪声性能进行了仿真实验,结果表明,与现有同类非相干混沌通信方案相比该方案具有更低的误码率。     

一种空频二维键移索引调制传输新方法

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)技术因其优秀的抗符号间干扰特性被广泛应用于高速数据传输,但传统MIMO-OFDM系统的检测需要在空频域中联合搜索调幅/调相信号,复杂度高。为降低系统复杂度,将索引调制技术与MIMO-OFDM系统相结合提出了一种激活特定空频单元,利用索引传输额外信息的新方法,并通过理论分析获得了该方法的近似闭合性能表达式。此外,利用数值仿真对分析结果进行了验证。理论推导与系统仿真结果均显示了所提方法能在不增加发射天线数目的前提下提高系统的发射分集增益。上述理论结果可以为下一代低功耗低复杂度的空频系统设计提供借鉴。