铁路移频键控信号的高精度检测

移频键控信号的载频和低频调制频率具有多样性和频率值跨度较大等特点,但存在频谱泄露的问题.为了很好的获得较高精度的采样频谱值,利用欠采样技术对移频键控信号采样,频率分辨率相同的情况下,大大缩小了采样点数N,减小了快速傅里叶变换的运行时间,提高了信号处理的实时性.通过加汉宁窗,能够使旁瓣互相抵消,消除一定的高频干扰和漏能,在加汉宁窗的基础上进行校正还原,得到高精度的轨道移频信号参数.仿真结果表明:此方法能够检测出国产18信息移频键控信号和UM-71移频键控信号的载频、低频和幅值,载频误差在0.02Hz之内,低频误差在0.003Hz之内,幅值误差在0.1%之内.在欠采样的基础上,采用窗函数频谱校正方法能够较高精度地检测出轨道移频信号.     

面向车辆高速移动的频谱感知算法研究

为了解决多普勒效应对于车联网中频谱检测速度与精度的影响,研究了在车辆高速移动情况下的频谱感知算法。首先通过引入认知无线电技术以及车联网技术,构建认知车联网网络,针对频谱利用率低下的问题提出一种频谱感知算法。实验结果表明,该算法可以很好的消除多普勒频移效应,提高了频谱检测的性能,解决了车辆在高速移动状态下信号失真等问题。     

基于Matlab轨道移频信号检测的仿真分析

在检测仪器内存和FFT计算长度有限制的情况下,为进一步获得较高的频率分辨率,则需对有用频段进行选频细化分析.将带通抽样技术与Zoom-FFT频谱细化技术相结合,并用Matlab软件对国产18信息轨道移频信号的检测算法进行了仿真验证,表明该检测算法是完全可行的,同时也验证了移频信号基本参数确定方法的正确性,为设计轨道电路移频信号检测仪表提供了依据.     

频域内插算法的铁路移频键控信号分析及仿真

移频键控信号具有载频和调制频率都不唯一的多频特性,在傅氏变换后有频谱泄露的问题.讨论了产生频谱泄漏的本质原因.采用频域内插算法求出真实频率和其相邻离散频点的插值,利用此插值恢复出信号的真实频率,结合移频键控信号的频域特性,检测其参数特征值.仿真结果表明：文中方法能够检测出国产18信息移频键控信号和UM-71移频键控信号的载频和低频调制频率,载频误差在0.2Hz以内,低频调制频率误差在0.03Hz以内.     

一种新的红外探测方法

红外探测过程中,信号经过长距离传播和衰减常淹没于噪声,如何检测这种微弱信号,并同时满足精度高、实时性好的要求,成为红外探测微弱信号的关键．提出了一种新的基于全相位快速傅立叶变换（allphasefastFouriertransfoliB,简称ap—FFT）算法的微弱信号检测及其复原方法．在频谱分辨率较低的情况下,通过循环移位叠加的归一化ap—FFT算法,将有泄漏的信号频谱复原处理成近似无泄漏,从而实现准确、快速获取移频参数．新方法与传统的FFY算法相比。兼顾了微弱信号检测中精度高、实时性好的双重要求．利用Matlab进行性能仿真分析和比较,证明所提出的检测方法有效、可行,为红外探测信号提取提供了方法依据．     

频谱聚合中非数据辅助的幅频相估计与补偿

认知无线电中宽带信号需采用频谱分割与聚合滤波器组技术实现对频谱空穴的高效利用.由于不同子频谱的幅频相受到无线信道的干扰,在接收端子谱聚合时,幅、频、相误差对聚合信号会产生畸变,导致检测性能恶化.对此,提出了基于非数据辅助的幅、频、相失真估计补偿算法,利用相邻子频谱在过渡带内的幅频相一致性特点,在频域进行过渡带内信号的对齐处理,从而在子频谱聚合之前修正幅度、频率和相位,以恢复原信号谱.仿真结果表明,该算法能够有效地解决因分割子频谱在信道传输过程中造成的幅频相失真问题,系统解调的误码率性能接近相同系统参数下常规的导频估计算法,所提算法具有较高的估计精度和高效的频谱利用率.     

实时准确正弦波频率估计综合算法

为了对正弦波信号频率进行快速、准确估计,以便同时满足实时性和精度的要求,文中补充Rife算法采用了最大谱线及其两边相邻谱线的一种细化估计,在相同的条件下,改善了Rife算法的信噪比要求,提高了在频率真值接近离散频率值时的估计精度,但在频率真值偏离离散频率值时的估计误差较大;进一步提出的综合算法是在最大谱线检测的基础上,对其两边谱线进行提高一倍分辨的频谱细化,根据两边细化分析的谱线比值T决定采用修正Rife算法进行频率估计(T＞1.5)或细化补充Rife算法进行频率估计(T＜1.5)．文中对多种算法进行了500次统计模拟,结果表明,综合算法不仅具有良好的估计精度,而且具有良好的频域稳定性．     

感知无线电系统中改进的循环频谱检测算法

提出一种基于改进的正交频分复用(OFDM)循环谱检测算法,该算法检测率高,所需检测时间短,运算复杂度几乎不变. 仿真结果表明,与传统循环谱算法相比,该算法在信噪比低1个数量级而检测时间不变的情况下,检测性能仍优于传统循环谱算法,增强了对微弱信号的检测能力,提高了频谱检测的性能.     

基于小波变换的轨道信号参数检测

根据国产移频轨道信号的特点,提出利用小波分析中多分辨率理论的检测方法来检测轨道信号瞬时值,基于Matlab软件平台对轨道信号的基带调制频率进行检测并对其误差进行测量.仿真结果表明,该方法能有效地降低移频轨道信号参数的测量误差,并具有很好的稳定性.     

压缩传感非稀疏宽带频谱导频检测方法

为了突破频谱稀疏性对压缩传感技术的限制,提出了一种基于压缩传感的频谱检测方法,在保证对主用户的干扰不超过指定门限的前提下,通过对目标频段的主用户信号和导频信号在频域进行线性运算,保留频谱空洞处的导频分量,把对非稀疏的主用户信号的恢复转化为对稀疏导频信号的恢复.该方法解决了认知无线电宽带频谱检测中,压缩传感技术在主用户信号非稀疏时的失效问题.仿真结果表明,导频检测方法可以对非稀疏频谱的频谱空洞位置进行准确检测.     

最低限度通信中多普勒频偏估计算法

针对最低限度通信中多普勒频偏估计范围不足、估计精度较低的问题,提出一种改进的基于相关FFT的直扩信号同步捕获算法.该算法通过补零运算提高算法的估计精度、采用正交扩频序列优化算法的性能.数值分析表明,在低信噪比环境下,改进后的算法能够以较高的精度捕获较大频偏.     

双频超声多普勒信号的阈值谱峰搜索及仿真

为了进一步提高超声波流量计的精度和稳定性,设计了一种基于DSP进行数据处理的双频多普勒超声波流量计．通过分析多普勒超声波测量原理,建立了双频超声波流量测量理论模型．给出了双频多普勒超声波流量计的硬件电路设计及数据处理过程,应用功率谱估计周期图法对频偏信号进行了频谱分析．仿真结果表明,采用频谱移位相乘结合阈值抽取谱峰搜索算法可以修正多普勒峰值频率的偏移,有效地减小了运算量,避免取单一峰值产生的随机性．提高了多普勒频偏信号的识别能力,有效的改善超声波流量计的精度以及稳定性．     

分布式宽带合作频谱感知算法

针对传统宽带合作频谱感知中集中式频谱重构带来的网络通信负担重、重构复杂度高的缺点,提出了一种基于分布式子空间估计的非重构宽带合作频谱感知算法.该算法直接从欠采样数据中估计信号子空间,利用子空间的正交性实现频谱感知.为了获得空间分集增益,采用基于扩散自适应的分布式估计算法求解全局信号子空间.理论分析与仿真结果表明,该算法无需重构原始信号的频谱,运算复杂度低,全分布式的多用户合作提高了频谱感知性能,且具有更少的节点通信量.     

快照成像光谱仪快速光谱重构算法

为实现对光谱数据的快速实时处理,针对快照式傅里叶成像光谱仪,提出一种基于GPU的并行化光谱重构算法.通过分析快照式成像光谱仪的工作原理和数据特性,结合CUDA并行计算架构,对光谱重构算法可并行部分最大程度并行化,并针对并行计算中的内存分配等方面进行优化处理,实现并行化的光谱重构算法.实验结果表明:基于GPU的并行化光谱重构算法,相对CPU串行化算法,精度相同的情况下,计算效率提升了约25倍.利用GPU加速程序的并行部分,可以极大地提高光谱重构的效率,使得快照式成像光谱仪更加适用于实时测量当中.     

激光测速中多普勒频移的测定

多普勒信号具有频率不变、相位和幅度随机取值的特点。为了获得多普勒信号的功率谱,用Welch法对功率谱进行估算,采用Goertzel对功率谱进行细化和能量重心校正。对实测多普勒信号进行仿真,结果表明：当重叠数是窗函数长度1/2时,用Welch法估算得到的方差和偏差能够达到较好的效果;频谱细化可以提高功率谱的分辨率;频谱校正使得多普勒频移更接近真实值。     

短波低信噪比OFDM猝发通信系统同步算法

为解决低信噪比下短波正交频分复用（OFDM）系统信号的捕获,提出了一种采用CAZAC序列设计导频符号的基于谱分析的同步算法。首先通过时域、频域2维联合估计来实现信号的快速捕获,同时根据信号谱函数的最大峰值位置来确定整数频偏,然后利用相邻导频符号的相位差来精确估计小数频偏。最后,进行了算法仿真和现场可编程门阵列（FPGA）上的硬件实现及在线实时验证研究,结果表明,该同步方案在低信噪比条件下具有很好的同步性能,可以作为一个完整OFDM基带处理器的子模块实时、连续地对信号进行处理。     

基于子空间分解类算法的高精度频率估计

针对高速全数字解调器中频率估计算法的高精确度及实时性要求,该文深入分析了基于子空间分解类算法的特点,提出了将求根多重信号分类(RMUSIC)法和旋转不变技术估计信号参数(ESPRIT)法分别与快速傅里叶变换(FFT)法相结合的高精度频率估计算法。首先应用RMUSIC或ESPRIT算法对信号频率进行预估计,确定粗略的窄带频率区间后,再应用加窗FFT算法对细化域内的频率进行精估计。此外,为满足不同信噪比条件的需求,提出了一种具有可选结构的高精度频率估计方法。仿真结果与分析表明,该算法极大地提高了已有频率估计算法的精度,具有较快的信号处理速度和良好的抗噪声性能。