极弱GNSS信号高灵敏度快速捕获技术研究

由于相干积分时间较长,检测误码率大,多普勒延迟效应等影响,利用基于混沌阵子的差分相干捕获实现方法计算量大,难以进行快速捕获,本文介绍了一种极弱GNSS信号高灵敏度快速捕获技术,主要包括微弱GNSS信号检测技术、多普勒频率偏差补偿技术及相干积分与非相干累加结合方法,解决了对极弱GNSS信号高灵敏度快速捕获的问题。     

采样时钟抖动在弱光信号检测中的影响分析

信号采样是弱光信号检测的关键技术环节,由于采样时钟抖动引起的采样信号的输出误差会影响后续的信号检测和处理。为此,分析了输入光信号为近高斯分布波形时由时钟抖动引起的采样误差,推导出了采样输出的信噪比损失公式,讨论了采样带宽、输入信噪比以及信号脉宽对输出信噪比损失的影响,最后以取样积分检测技术为对象,计算了在不同累积次数的条件下采样抖动对取样积分检测性能的影响,对弱光信号检测中的采样时钟选取具有一定的指导意义。     

色噪声背景下基于近似Karhunen-Loève的确知信号检测

应用一种有效的近似数值方法对确知信号的似然比进行了推导,并对其检测性能进行了对比分析,该近似方法对广义平稳的Wiener过程十分有效,通过近似K-L变换绕开了求解Fredholm积分方程,可运用计算机方便地实现检测信号的似然比计算。     

微小缺陷回波信号的成像方法研究

针对金属中微小缺陷在超声检测时回波信号较弱,利用时域回波信号对微小缺陷试块进行C扫描成像时图像噪声较大且信噪比较低的问题,借鉴医学超声影像领域中的背散射积分诊断技术,提出了一种通过计算缺陷回波信号的功率谱(PSD)和频域背散射积分(IBS)来表征微小缺陷的方法。在使用IBS对试块进行成像后发现成像的信噪比较时域成像有显著的提高,但图像出现了明显的网格化。对此提出了使用频域背散射补偿积分(IBSC)和频域背散射全宽带积分(IBSF)成像的两种改进降噪方法。实验结果表明,这两种改进的成像方法均能在保持成像具有较高信噪比的条件下抑制图像的网格化,但IBSC的计算量远小于IBSF,更适用于金属中微小缺陷的成像检测。     

基于局部瞬时能量密度级的瞬态信号检测方法

为实现低信噪比条件下的水声瞬态信号检测,该文提出子波检测和局部瞬时能量密度级双重降噪方法。该双重降噪方法通过自适应选取含有用信号的某阶固有模态函数(IMF),计算Hilbert能量谱并进行局部积分,滤除子波检测残留下来的带外噪声。此外,结合宽度-包络联合检测机制,构造了水声瞬态信号局部瞬时能量密度检测器。湖试数据处理结果表明,局部瞬时能量密度检测器可有效降噪并在低信噪比条件下提取瞬态信号,较传统能量检测器具有更好的检测性能。     

一种结构简单UWB接收机的设计与实现

本文通过同步提取UWB积分信号的方式,在信号到来时,信号积分的能量进入后面的比较判决电路,实现信号的检测,没有信号时,屏蔽外来的信号和干扰。此方法提高了接收信号的信噪比,系统实现相对简单,同时实现了多址通信。     

微弱周期脉冲信号的取样积分-混沌系统联合检测方法

为提高混沌系统检测微弱周期脉冲信号的能力,提出把取样积分与混沌系统相结合的检测方案。仿真结果表明在相同系统实验背景下,相结合的检测方案优于不加取样积分的检测方法;周期脉冲信号占空比变小,使检测到的最小脉冲幅度变大;输入噪声强度的降低可使检测系统临界相态简化。     

风廓线雷达谱宽计算方法的模拟试验研究

雷达回波信号谱矩的计算,通常都是采用"客观噪声电平切割法"作噪声电平切割,再对整个谱进行积分的方法.但是在风廓线雷达研制时发现,当回波信号比较强时,这种方法计算结果较好,而信号弱时,确定的噪声电平偏高,使计算出的信噪比偏低,谱宽偏差较大,而风廓线雷达实际测量时,大部分情况下信号都很微弱,影响了该方法的适用性.为此,提出了用"分段平均法"确定噪声电平,然后只对信号谱峰包络部分进行积分计算的方法,数值模拟试验结果表明:在高信噪比时,两者的计算误差相当.而当信噪比小于5 dB以下时,采用"分段平均法"和局部谱峰包络积分的计算结果明显要好一些.     

软件GPS接收机弱信号捕获方法

为了提高软件GPS接收机弱信号捕获能力,研究了软件GPS接收机弱信号捕获的方法,分析了非相干积分的损耗和增益,通过非相干积分方法提高接收机灵敏度,对于存在多普勒频移的信号采用频率补偿方法改善非相干积分效果,采用实验方法确定检测门限,达到较好的检测效果。采用平方法测量精确频率,分析了不同条件下平方法的输出增益,仿真实验证明,合理选择数据长度和求和时间可以较大程度地改善频率分辨率。     

关于因果信号卷积积分的解析法浅析

对因果信号卷积积分的解析方法进行了分析和讨论，探讨有关计算因果信号卷积积分的一般数学表达式，并给出其应用的几个实例。     

一种适用于多径信道下DSSS信号检测新方法

针对多径信道下直接序列扩频信号检测的难题,在基于自相关二阶矩的检测算法基础上提出了新的检测参数,从而将加性高斯白噪声信道下的直接序列扩频信号检测算法推广到多径信道。本文算法首先分析了由多径信道导致的能量峰值和由直扩信号的伪码特性导致的自相关峰值的特点,并根据此特点定义了新的检测参数——多径因子,最后将该参数应用到基于自相关二阶矩的直接序列扩频信号检测算法中,实现了对多径信道下的直接序列扩频信号的检测。理论分析和仿真实验表明,本文提出的检测新参数能真实的反映多径信道对信号自相关函数的影响;当信噪比大于-14dB时,本文提出的多径信道下直扩信号检测算法性能与加性高斯白噪声信道下的检测性能相当。      

低信噪比S模式应答信号相关检测方法

针对低信噪比条件下S模式应答信号检测概率低、虚警概率高的问题,提出一种基于数据包检测、单脉冲匹配滤波和报头多脉冲检测等三次相关检测的增强识别方法。该方法首先利用数据包相关检测得到数据包位置,从而确定报头脉冲的检测门限;然后利用单脉冲匹配滤波对信号进行降噪处理,确定脉冲位置;最后估计脉冲幅度和噪声功率,利用多脉冲相关检测识别信号报头。通过这三次相关处理,该识别算法可提高S模式应答信号的准确识别率。理论推导了检测概率的数学表达式,通过计算机仿真,在期望虚警概率下,本文方法基本达到了理论检测概率,同时对比了本文方法与传统的直接匹配滤波法、脉冲前沿检测法、基带归一化互相关法的识别性能,验证了本文算法性能的优越性。      

Fast detection and parameter estimation for polyphase-code radar signal

The detection and parameter estimation for polyphase-code radar signal are analysed in this article. In view of the fact that traditional algorithms of signal detection and parameter estimation have enormous computational complexity, a joint fast algorithm employed fractional operation is proposed to detect the polyphase-code radar signal and estimate its modulation parameter. The proposed algorithm firstly detects the signal and estimates the sweep rate with the detection statistics derived from fractional autocorrelation. Then proposed algorithm achieves the estimation of other modulation parameters by using fractional Fourier transform (FrFT). Simulation results have verified the effectiveness of the proposed algorithm. Compared with traditional algorithms, proposed algorithm has identical performance of detection and parameter estimation, but can remarkably reduce computational cost. The proposed algorithm is suitable for the application of practical equipment.     

低复杂度空间调制MPSK信号的最优检测

针对MQAM信号,已有低复杂度的最优检测算法,但是针对MPSK信号还没有类似的最优检测算法发表,因此从二维矢量量化的ML解调角度出发,利用MPSK星座图的特性,给出了与调制符号阶数无关的ML简化算法,避免了ML联合检测算法中对调制符号空间的搜索,极大地降低了算法复杂度。新算法不仅与ML最优检测算法具有完全相同的性能,而且具有较低的复杂度,有较好的理论和实际意义。该算法在天线技术和绿色通信技术中有较好的实际应用意义。     

Frequency Domain DTV Pilot Detection Based on the Bussgang Theorem for Cognitive Radio

In this paper, a signal detection scheme for cognitive radio (CR) based on the Bussgang theorem is proposed. The proposed scheme calculates the statistical difference between Gaussian noise and the primary user signal by applying the Bussgang theorem to the received signal. Therefore, the proposed scheme overcomes the noise uncertainty and gives scalable complexity according to the zero‐memory nonlinear function for a mobile device. We also present the theoretical analysis on the detection threshold and the detection performance in the additive white Gaussian noise channel. The proposed detection scheme is evaluated by computer simulations based on the IEEE 802.22 standard for the wireless regional area network. Our results show that the proposed scheme is robust to the noise uncertainty and works well in a very low signal‐to‐noise ratio.     

基于分组并行最大似然检测的多用户信号检测器

根据矩阵的Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解原理和并行运算的思想，提出了基于分组并行最大似然检测的多用户信号检测器。这种检测器的特点是：１．“化整为零”，即将全体用户信号检测转化为多组部分用户信号检测；２．“相互并行”，即各组部分用户信号检测过程相互并行。计算机体育场结果表明：这种检测器的性能接近最佳多用户信号检测器的性能。     

基于LabVIEW的混沌微弱信号检测系统设计

为实现微弱正弦信号的检测及后续信号处理,提出了基于LabVIEW搭建的混沌微弱信号检测系统,利用LabVIEW良好的外部接口能力,设计具有一定的实用价值。通过采用Lyapunov指数法进行微弱正弦信号的检测,检测结果证明了该方案的可行性。     

Variable length signal detection framework for cognitive radio systems

The cognitive radio (CR) system opportunistically utilizes the frequency bands temporally unoccupied by the primary user. In the CR system, the energy or cyclostationary detector is used to detect the primary user signal. For protecting the primary user tightly, the signal detection time can be very long, which leads to inefficiency in the CR system. Thus, we propose a novel signal detector that greatly reduces the average detection time. The proposed detector periodically decides whether it terminates the detection process or receives more input signal for more information. Therefore, the proposed detector has variable detection time. We will call the proposed detector the variable length signal detector (VLSD). The VLSD is designed by using a partially observable Markov decision process framework for optimal performance. We present the numerical results showing that the VLSD requires much smaller average detection time compared with the traditional fixed length signal detector to achieve a given detection error probability. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于等增益合成的多天线信号盲检测算法

在多天线信号联合检测场景中,信号存在相关性和噪声方差无法准确确定问题会同时发生,导致经典的多天线能量检测算法性能不理想。为此,提出一种基于多天线信号等增益合成的信号盲检测算法。该算法通过多天线合成技术,补偿各路天线接收信号的差异性,然后进行等增益合成,并取合成信号能量与单路天线信号的能量比值作为检测统计量,利用统计理论推导出相应的检测门限和检测概率。仿真结果表明,新算法能够摆脱噪声的不确定性影响,且比现有盲检测算法具有更优的检测性能。     

适用于子空间信号失配的参数可调多通道自适应检测器

针对存在信号失配时的子空间信号检测问题,该文提出一种具有恒虚警特性的参数可调检测器。根据系统设计需要,通过调节参数,参数可调检测器可实现对失配信号的灵活检测。与现有检测器相比,当不存在信号失配时,提出的可调检测器能提供更高的检测概率。该文推导了可调检测器解析的检测概率和虚警概率,并通过蒙特卡洛仿真进行了验证。