基于CZT的多子带信号时差估计方法

针对稀疏多子带信号多子带综合时差估计难,高分辨时差估计计算量大的问题,提出了一种基于线性调频Z变换(CZT)的稀疏多子带信号融合的快速高分辨时差估计算法。该方法通过CZT对各子带信号的互谱进行高分辨的谱分析得到各子带信号的高分辨互相关函数,通过分析各子带互相关函数的相位关系实现各子带互相关函数的相参积累。相比传统广义互相关算法,该方法在实现多子带相参积累的同时,大大降低了计算量。仿真结果表明:提出的基于CZT的多子带融合快速时差估计方法能精确地估计时差,相比单子带信号的时差估计性能可以获得明显提升。     

跳频信号互模糊函数相参积累时差和速度差估计方法

在运动多站定位场景下，宽带跳频通信信号的载频跳变会产生变化的多普勒频移，因此无法直接利用跳频信号的多个不同脉冲估计多普勒频率差，若仅估计单个跳频脉冲的时频差，则精度低而无法满足定位要求。针对此问题，提出了一种基于互模糊函数相参积累的宽带跳频信号时差和多普勒速度差估计方法。首先将宽带跳频信号的多普勒效应差建模为多普勒速度差，从而无需对多普勒频差进行估计，避免载频跳变对多普勒效应差估计造成影响，并建立了时变时差的时差和速度差信号模型。然后对各单跳信号的互模糊函数进行相位补偿以实现相位对齐，通过对相参积累后的互模糊函数进行时差和速度差的二维峰值搜索，可以得到多跳频脉冲信号初始时刻时差和速度差的相参估计结果。最后以Link16数据链信号为例对算法进行了仿真实验，验证了算法的正确性与精度优势。     

基于相参积累的宽带跳频信号时差和速度差联合估计方法

运动多站无源定位场景下,宽带跳频通信信号载频跳变会产生变化的多普勒频移,从而导致无法直接估计多脉冲跳频观测信号的多普勒频差,而单跳信号的时频差估计精度又不能满足定位要求。针对该问题,本文提出了一种跳频信号多脉冲相参积累的时差和多普勒速度差联合估计算法。首先对宽带跳频观测信号建立时差-多普勒速度差模型,然后对脉冲对的频域共轭积补偿相位后累加求和,最后通过代价函数的二维峰值搜索求得跳频信号时差和多普勒速度差估计值。仿真结果表明,本文所提方法相比于单跳方法和多脉冲非相参积累方法,估计精度提升显著且在中高信噪比条件下能够贴近CRLB,验证了所提方法的正确性与精度优势。     

窄带跳频信号的无模糊时差估计算法

针对跳频信号的高精度时差估计问题,分析了跳频信号相关函数的模糊特性,提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰,将导致时差估计出现周期模糊,提出了两种消除模糊的方法——单跳时差平均法与相关函数包络拟合法.两种方法获得的时差粗值可以确定在相关主峰附近小范围精确搜索的搜索区间,在此区间内进行时差估计可以消除周期模糊.单跳时差平均法通过对单跳时差估计进行非相干平均获得时差粗值.相关函数包络拟合法通过搜索到的多个周期峰值,进行包络拟合获得时差粗值.仿真表明,两种算法性能明显优于常规的互模糊函数法,均能降低无模糊时差估计对相关输出信噪比的要求,提高无模糊时差估计所要求的频率间隔.相关函数包络拟合法性能更优,但运算量更大.     

一种全数字位同步检测算法

位同步检测是实现全数字接收机开环定时恢复的关键技术。本文推导了基带PAM(脉冲幅度调制)信号的互相关函数,指出基带PAM信号的互相关函数中含有位同步信息,以此为依据得到了一种位同步检测算法。该算法可采用递归结构实现,且与载波相位误差无关。     

面向窄带通信信号的相位谱时差估计方法研究

对窄带通信信号采用相位谱法进行时差估计,由于信号能量谱非平坦,会出现相位解绕效果较差的现象,对此本文提出一种改进的加权最小二乘拟合方法,以更加合理地利用解绕后的相位数据,从而提高相位谱法时差估计精度。同时结合改进的最大似然相位谱法,本文还设计一种简单实用的面向窄带通信信号时差估计的频域数据压缩方法,以求在时差估计精度和数据传输量之间获取较好平衡。经仿真验证,改进的相位谱时差估计方法较大程度地提高了窄带通信信号的时差估计精度,同时,基于改进相位谱法的数据压缩可以实现用时差估计精度的适度降低换取数据传输量的大幅度减少,具有在资源有限的传感网等场合的良好应用前景。      

零前缀单载波信号循环自相关性质分析

在正交频分复用（OFDM）系统发射端设计特殊的预编码形成了零前缀单载波（ZP—SC）,其具有常规单载波和多载波的优势。文中建立了零前缀线性调制单载波（ZP～SCLD）的连续时间基带信号模型,并从信号模型出发,利用时变累积量与循环累积量的关系以及成型滤波器的频域性质推导了循环自相关函数的表达式,分析了ZP—SCLD信号循环自相关的性质,最后通过建立多径衰落信道下的信号模型分析了多径衰落信道对循环自相关性质的影响,证明了多径衰落信道虽然改变了信号循环自相关的幅度和相位,但未改变信号的循环频率,为调制识别和参数估计等信号处理环节提供鲁棒性非常强的特征。理想信道和多径衰落信道Proakis’C信道下的仿真实验证明了理论分析的正确性。     

时分数据调制偏移载波信号的多参数盲估计

针对时分数据调制二进制偏移载波(TDDM-BOC)信号副载波速率、伪码速率以及载频等参数盲估计问题,该文提出一种基于频域累积的循环自相关算法。首先在接收端对TDDM-BOC信号求循环自相关函数,再在频域累积,通过检测不同切片上的谱峰间隔,可以同时估计以上多个参数。仿真实验证明了改进型的循环自相关算法能在低信噪比下达到较为精确的估计性能,这为我国北斗导航接收机的研发提供了一定的理论参考。     

相位噪声对单/双基地SAR积累的影响

在相位噪声理论模型的基础上,推导出反映相位噪声导致的相参积累损失因子和信噪比.结合单/双基地合成孔径雷达(SAR)的信号收发关系,给出了单/双基地条件下回波相位噪声的关系式,并以典型机载SAR参数进行相噪对聚焦性能的仿真分析.结果表明,相位噪声对双基地SAR的影响明显大于单基地.该分析方法也可应用于其他类型相参雷达的积累性能分析.     

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。     

基于独立分量分析的PCMA信号盲分离算法

针对非协作通信中成对载波多址(Paired Carrier Multiple Acess,PCMA)信号的盲分离问题,提出了一种基于独立分量分析(Independent component analysis,ICA)的单通道盲分离算法。首先对接收到的单路PCMA信号进行参数估计得到其残余载波频率,再对其处理得到两路基带混合信号,最后利用ICA算法分离出源基带信号。该算法在未知两个卫星地面站发送信号的情况下,从接收到的PCMA信号中恢复出两路源基带信号。仿真实验表明,本文算法在信噪比为-10dB时仍具有良好的分离效果,两路基带信号的波形相似系数可分别达到0.94与0.86以上。     

相干光通信系统中QPSK调制解调实验研究

为了使相干接收机输出的两路信号相位正交, 正确地解调信号, 采用施密特正交化算法对两路信号进行了理论分析和实验验证, 经正交失衡算法补偿后, 星座图的性能得到改善; 通过松尾环实现载频的跟踪、捕获以达到载波恢复, 实现了基带信号正确解调。结果表明, 经施密特正交化算法补偿后, 旋转的星座图得到了修正, 星座点间的欧几里德距离不相等问题得到修正, 基带信号畸变得到了改善; 当频偏在-300kHz~300kHz范围内, 松尾环可以实现载频的跟踪、捕获, 基带信号实现正确解调。该方案实现复杂度低, 切实可行, 适用于相干光通信系统的研究。     

多径衰落信道下多载波CDMA信号的频率分集接收

本文研究了多载波码分多址(Multi-Carrier CDMA)扩展频谱系统在多径衰落信道下的频率分集接收技术。文中首先研究了理想载波恢复、频率选择性瑞利衰落信道条件下多载波码分多址系统的性能,然后提出了用时间频率窗平滑来改善载波相位估计的算法,并对该算法在衰落信道下的性能进行了仿真。理论推导和计算机仿真结果说明,多载波码分多址系统的频率分集接收方案与理论上最佳的RAKE分集接收相比,性能略有下降,但接收机结构得到了简化。     

基于综合谱的脉内多载频信号载频估计

研究了脉内多载频信号载频估计的算法,通过分析信号频谱和瞬时频率谱的综合谱特征;提出一种基于综合谱分析的多载频估计方法,该方法能够对频率编码和混合编码信号的载频及其与时间的对应关系进行估计;分析了估计算法的误差因素,并通过仿真实验验证了该算法的有效性。     

M-CPFSK信号的定时与频偏联合估算分析

目前已有的定时频偏联合估计方法仅仅解决了正交高阶连续相位频移键控(M-CPFSK)信号的同步问题,但仍无法直接应用于非正交信号的解调中。针对这一问题,通过对非正交M-CPFSK的基带采样信号进行幂变换,修正了信号的调制指数,使其满足了联合估计算法中的信号正交性。新方法实现了非正交情况下M-CPFSK信号的精确同步,并在加性高斯白噪声信道条件下对估计性能进行了理论分析和试验仿真。仿真结果及性能分析均验证了新算法的有效性和可行性。     

无线传感网中面向到达时差估计的数据压缩方法研究

基于传感网的无源定位系统中,数据压缩是解决TDOA估计所需大规模数据传输与节点有限的能量、通信能力之间矛盾的重要方法。本文梳理了该领域的研究现状,着重介绍了基于费舍尔信息的数据压缩方法,针对原方法比特分配运算效率低的问题,提出了以各频率分量在总的费舍尔信息量中的占比确定比特分配初始解的方法;针对部分比特用于量化不携带时延信息的幅度谱,提出了仅压缩和传输待定位信号的相位谱的方法。仿真证明,改进的比特分配运算仅需要3次迭代即可完成,运算效率有较大提高;在相同的压缩率下,改进后的数据压缩方法可获得更高的TDOA估计精度。      

复合调制雷达信号时差估计算法

现代雷达信号环境中, 复合调制信号正在逐步得到广泛应用。该文提出了一种针对频移键控与二相编码(FSK-BPSK)复合调制信号的时差估计算法。该算法紧密结合该信号子脉冲频率分布具有对称性, 时域长度具有一致性等特点, 通过子脉冲相关函数的理论推导得出FSK-BPSK复合调制脉冲信号的相关函数。最后利用相关函数拟合算法, 可根据观测数据进一步精确估计时间延迟(TDOA)。通过仿真实验, 证明该算法相比于其他时差估计算法, 其算法估计的准确性、抗噪性都有明显提升, 且适用于带宽较小的复合调制信号的时差估计情况。