基于FRFT的双二进制偏移载波信号捕获算法

为了解决传统算法无法实现高动态下双二进制偏移载波(Dual binary offset carrier modulation,DBOC)信号同步的问题,提出了一种离散多项式相位变换(Discrete Polynomial phase Transformation,DPT)与部分匹配滤波器(Partial Matched Filter,PMF)结合分数阶傅立叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的算法。该算法首先通过DPT-FFT方法得到的动态阶数判断接收信号是否需要降阶处理,如果信号带有二阶多普勒变化率,先对信号进行降一阶处理,然后用PMF-FRFT的方法进行捕获。如果信号没有二阶多普勒变化率,只带有一阶多普勒变化率,直接使用PMF-FRFT的方法进行捕获。由MATLAB仿真结果可知,该算法相比DPT-PMF-FFT算法捕获概率有近 9.5dB的提升,并且该算法有效缩短了捕获时间。所以该算法可以较好完成高动态下信号的捕获。      

基于FRFT域自适应滤波的脉冲压缩技术

雷达回波中往往存在严重的干扰,采用线性调频信号(linear frequency modulation,LFM)的脉冲压缩雷达系统中,直接对回波信号进行脉冲压缩往往得不到好的效果。文中利用线性调频信号在分数阶傅里叶变换(fractional fourier transform,FRFT)中的强能量聚集性的特点,在分数阶傅里叶域对混合回波进行自适应滤波,再将滤波后的信号变换回时域进行脉冲压缩处理。自适应滤波算法采用一种改进的变步长NLMS算法,相对于传统固定步长NLMS算法有较好的滤波结果。仿真结果表明,经过分数阶傅里叶域自适应滤波后的信号在脉冲压缩后的目标检测结果有了很大的改善,明显提高了脉冲压缩雷达的检测性能。     

OFDM系统中基于局部离散余弦变换的信道估计

论述了一种新的基于局部离散余弦变换(LDCT, local discrete cosine transform)的正交频分复用(OFDM, orthogonal frequency division multiplexing)系统信道估计方法.与传统的离散傅里叶变换(DFT)和离散余弦变换(DCT)不同,LDCT基函数具有良好的时域能量集中特性,可迅速捕获信号中的时变成分,有效跟踪信号时频结构的变化,有效地抑制符号间干扰(ISI)和信道加性高斯白噪声.仿真结果表明,该方法优于基于DFT和基于DCT的信道估计,是一种可行而且有效的信道估计方法.     

基于循环自相关的正弦调频信号参数估计新方法

为解决现有的正弦调频(SFM)信号参数估计方法运算复杂度高、受信噪比限制等问题,提出了一种基于循环自相关的SFM信号参数估计新方法。首先分析了SFM信号循环自相关函数特征,推导了信号调制频率的估计表达式;然后对信号延时相乘以去除其正弦调制特性,得到单频信号并估计信号载频。最后,利用信号频率调制的周期性,对下变频至零频的信号进行周期累加以减少噪声影响,通过对累加后的信号进行瞬时频率计算得到调制指数估计值。仿真表明,信噪比(SNR)大于6 dB时,各参数估计值的均方根误差小于-18 dB。该算法计算量较小,为同等条件下利用卡森准则(CR)方法的16%,便于工程实现。     

高动态环境二进制偏移载波调制信号的捕获

针对含一阶多普勒变化率的高动态二进制偏移载波（BOC,Binary Offset Carrier）调制信号捕获精度低且运算量大的问题,本文在部分匹配滤波器结合分数阶傅里叶变换（PMF-FRFT,Partially Matched Filter-Fractional Fourier Transform）算法的基础上提出使用分数阶功率谱累积结合分级FRFT的捕获算法。该算法首先利用PMF对信号进行分段处理,实现了接收信号和本地伪码之间的快速相关。然后结合线性调频信号（LFM,Linear frequency modulation signal）在不同FRFT域内的能量聚集特性,利用分级FRFT结合分数阶功率谱累积精确确定最优阶数。最后利用FRFT在所对应的最优阶数下结合分数阶功率谱累积实现对存在一阶多普勒变化率信号的精确捕获。仿真结果表明,该算法可以减小算法运算量,缩短捕获时间。且在功率谱累积20次,伪随机码长度为1023、信噪比为-22 dB左右的时候仍然能够实现精确的捕获。     

基于离散多项式相位变换和分数阶傅里叶变换的加速目标检测算法

 本文提出了一种离散多项式相位变换(DPT)和分数阶傅里叶变换(FRFT)相结合的LFM检测方法.首先,分析了经典DPT算法中调频分辨率与互相关时延、积累脉冲长度以及积累性能之间的相互关系,指出时延较小的DPT算法与经典DPT算法相比,检测性能提高约3dB,但调频率估计误差大.其次,针对这一问题,提出在DPT基础上,利用FRFT进一步提高调频率估计精度,当输入信噪比大于-11dB时,在分数阶域引入一维牛顿迭代法可提高运算速度;最后,给出了算法复杂度和估计误差的理论分析并用实验结果验证了算法的有效性.     

DSSS系统中快变化线性调频干扰抑制算法

直接序列扩频(DSSS)系统中用分数傅里叶变换可以抑制线性调频干扰等非平稳干扰,然而快变化线性调频干扰有可能在分数傅里叶域上呈现出多个尖峰,不利于干扰的检测.分析了线性调频干扰对DSSS系统的影响,提出了利用模糊变换和分数傅里叶变换结合抑制线性调频干扰的算法,通过模糊变换选择延迟时间估计调频斜率,然后在相应的分数傅里叶域滤除干扰,克服了分数傅里叶变换在估计调频斜率时可能出现的多尖峰问题.仿真表明,此算法可以有效估计并滤除DSSS中的线性调频干扰.     

高动态环境下高阶双二进制偏移载波信号的精确捕获

针对高动态环境下双二进制偏移载波(DBOC)调制信号无法精确捕获的问题,该文提出一种基于部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。又针对捕获过程中相关损失和扇贝损失引起的检测性能降低问题,提出一种改进的捕获方法。该方法首先利用离散多项式相位变换(DPT)去除接收信号的高阶动态项,然后针对DBOC信号重新设计PMF-FFT算法;最后利用频谱校正法对FFT后的功率谱最大值进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该方法将检测概率提高了2 dB左右,并且有效缩短了捕获时间。     

分布式MIMO OFDM系统的时频同步

针对分布式MIMO OFDM系统,提出一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的定时同步与频偏捕获算法。发送端采用线性调频信号作为训练序列,接收端通过分数阶傅里叶变换,先对各个发送天线之间的相互干扰进行抑制,再完成定时同步与频偏捕获。相比于已有算法,该算法有效地提升了定时同步与频偏捕获的精度。仿真结果表明了其有效性。     

噪声对Chirp-Z变换的LFMCW系统测距算法的影响

本文介绍了用Chirp-Z变换提高液位测量精度的算法原理,然后仿真出线性调频连续波雷达(LFMCW)在快速傅里叶变换(FFT)和线性调频Z变换(CZT)给回波信号加一定噪声后的测距精度,同时分析并比较了两种测距方法对测距精度造成的影响。理论计算和数字仿真结果表明,Chirp-Z算法可显著提高计算效率和液面雷达的测距精度。     

Suppression of Sinusoidal Frequency Modulation Interference in DSSS Systems

For the wideband nonstationary sinusoidal frequency modulation (SFM) interference in DSSS systems, the paper proposes a method to estimate partial parameters of the interference, and then an interference suppression algorithm is developed. The performance of the algorithm is analyzed. Simulations show that the algorithm can efficiently suppress the SFM interference.     

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.     

Parameter estimation for micro-Doppler signals based on cubic phase function

An estimator for evaluating the parameters from the radar returned multicomponent micro-Doppler (m-D) signals is presented in this paper. While time frequency distribution (TFD) is commonly used to analyze the time-varying m-D frequency features in TF domain, the proposed algorithm is based on cubic phase function (CPF) that can transform the signal to time frequency rate domain. In order to estimate the parameters of multicomponent m-D signal, the extended Hough transform (HT) of CPF is employed to estimate linear frequency modulation (LFM) or sinusoidal frequency modulation (SFM) components. For the m-D signal composed of both LFM and SFM components, the estimates involve two steps of HT-CPF. Firstly, LFM components are estimated by HT-CPF and removed from the time frequency rate plane, and then, HT of the modified time frequency rate distribution is applied to estimate SFM ones. Compared with HT-TFD, this algorithm needs less dimension of HT space and is thus computationally efficient. In addition, simulations show that the algorithm has almost the same performance signal-to-noise threshold as HT of Wigner–Ville distribution method.     

直扩通信中窄带干扰抑制的边带相关置换算法

论文提出了一种新的窄带干扰抑制算法,基于信号边带相关性的边带相关置换算法,通过计算接收信号频谱的边带相关函数确定载频和干扰中心频率,然后利用直扩信号频谱的对称性,用相对于窄带干扰的边带对称值代替干扰值达到消除干扰的目的。该算法对频谱具有对称性的调制方式都适用。计算机仿真结果表明边带相关置换算法的性能要优于变换域干扰置零的常规算法。     

基于移相光量化的任意波形全光模数转换

全光模数转换器(ADC)在高速信号处理领域有重要应用。研究了基于偏振光干涉的移相光量化(PSOQ)全光模数转换器的频率响应特性。实验中将不同频率的正弦信号经过4bit移相光量化全光模数转换器量化编码后,得到对应的数字信号。通过离散傅里叶变换,获得各个频率点的频谱。对频谱进行分析,得到不同频率下全光模数转换器的响应范围为74.07dB～74.22dB,响应起伏小于0.15dB。在此基础上,对频率为1GHz的三角波信号进行全光量化,并得到3.31bit的有效量化精度。结果表明,移相光量化方案的频率响应特性较好,验证了该方案应用于任意波形全光量化的可行性。     

线性调频-伪码调相复合信号的伪码盲估计新算法

针对线性调频-伪码调相复合信号的伪码估计问题,提出一种基于离散多项式相位变换和频谱搬移的伪码盲估计新算法.首先采用平方法消去伪码的相位突变,然后利用离散多项式相位变换估计调频斜率,利用估计的高精度调频斜率重构二阶指数项,对原复合信号进行解线调,再对解线调后的信号取实部从而可得正弦载波与伪码调相的复合信号,采用频谱搬移的方法可恢复出原伪码序列.仿真结果表明,该算法在信噪比大于等于3dB时可正确估计出伪码,且性能随子脉冲个数的增加而改善,与FM-AM时频分析方法相比具有更好的估计效果.     

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.     

正弦调制的布尔混沌生命探测雷达

提出了一种正弦调制的布尔混沌雷达,该雷达采用正弦波调制的宽带布尔混沌信号作为发射信号,基于混沌相关技术和迈克尔逊干涉原理,可同时实现墙后人体定位和生命信号探测。实验结果表明,穿透20 cm厚的砖墙,人体定位的距离向分辨率和动态范围分别为15 cm和50 dB,呼吸、心跳测量的动态范围分别为50 dB和10 dB。此外,电磁仿真研究了该雷达二维空间定位的抗干扰性能,结果表明其对噪声、线性调频信号和布尔混沌信号具有良好的抗干扰性。     

多径BOC信号捕获性能分析

针对多径情况下存在一阶多普勒变化率的高动态二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)信号捕获困难的问题,本文提出了基于部分匹配滤波器(Partial Matched Filter,PMF)和分数阶傅里叶变换(Fractional Fou-rier Transform,FRFT)相结合的多径情况...