基于分数阶Fourier变换的并行组合扩频Chirp水声通信系统研究

Chirp信号具有较大的时宽带宽积,因此具有较强的抗多普勒扩展的能力,近年来在水下通信环境中得到广泛应用。但由于水声信道带宽非常有限,而Chirp信号又是一种宽带的信号,因此水下多载波Chirp系统中的的通信速率一般较低。利用Chirp信号在分数阶Fourier变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)的最佳分数阶变换域的冲激特性,结合并行组合扩频(Parallel Combinatory Spread Spectrum,PCSS)技术,本文提出了一个基于FrFT的并行组合扩频Chirp水声通信系统。该系统的特点是:一方面充分利用Chirp信号的性质,在保证可靠性的同时,省去均衡环节,大大简化通信系统接收端结构;另一方面,通过并行组合多载波的选择方式有效提升了系统的速率,提高了系统的频带利用率。通过在计算机仿真和实验室水池实验验证了该系统的性能。     

基于高阶统计的空间信号频率与二维到达方向估计

基于一个线性阵列、两个孤立阵元以及输出信号四阶累积量,本文提出了一种多个空间窄带信号频率、到达方位角和仰角估计方法.方法不仅使它们的估计无需谱峰搜索且自动配对,而且使阵列的阵元数大大减小,适合任意高斯噪声环境.计算机模拟结果证实了方法的可行性.     

基于Chirp信号的雷达通信一体化研究

为了减少电子战平台的体积和电磁干扰,一种有效的途径就是实现雷达与通信一体化,因此,随着共事孔径和软件无线电的发展,雷达通信一体化技术已经引起了越来越多的关注.基于信号能量共享的原则,提出了一个基于线性调频信号的雷达通信一体化系统,其采用同调频率不同初始频率的Chirp信号,可在不影响雷达性能的前提下,实现二进制数据的传送,此特殊共用信号的设计使得通信信号隐藏在雷达信号之中,增强了系统的抗干扰能力和信号的低截获率.同时对该系统的初始频率分辨能力和解调性能进行了分析,通过系统仿真表明,此系统具有很好的低误码率和高稳健性特性.     

高斯脉冲调制Chirp信号分数阶Fourier变换的解析表示

分数阶Fourier变换是Fourier变换的一种广义形式,揭示了信号从时域到频域变化过程中所呈现的特征,运用FrFT分析Chirp信号具有极佳的能量积聚效果.介绍分数阶Fourier变换的基本定义,给出高斯脉冲Chirp信号的FrFT以及最优化高斯脉冲Chirp信号分析角度,对于该类信号的低噪声检测与参数估计具有良好的应用前景.     

基于自聚焦的宽带Chirp信号波达方向估计

利用Chirp信号调频斜率不变的特性,提出了一种基于调频斜率的自聚焦方法,该方法通过各个阵列的延时自相关将宽带chirp信号聚焦至与其调频斜率相关的固定频率上,然后在该固定频率上构造相关矩阵并运用music空间谱估计方法实现了对宽带Chirp信号的波达方向估计.该方法可以很容易消除阵元通道幅相不一致带来的影响,而且运算量相对于其它聚焦算法大大减少,具有很高的测向精度.最后通过仿真,验证了该算法的有效性.     

基于四阶累积量的宽带OFDM信号DOA估计

当宽带OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带OFDM相干信号的来波方向,针对这个问题提出了一种新算法。该算法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,通过四阶累积量方法估计出各个频点处独立信号的来波方向,将各个频点处的独立信号的DOA估计相加求平均即为宽带OFDM独立信号的DOA估计;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含OFDM相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出OFDM相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法适用于非高斯信号和色噪声情况。     

基于四阶累积量的声波阵列时延估计算法

针对多通道阵列声波信号中可能存在相关噪声的问题,提出了一种基于四阶累积量的时延估计算法。该算法首先计算相邻通道的四阶累积量一维切片,然后对多个通道进行平均,利用高斯噪声四阶累积量为零的性质,抑制多通道阵列环境中存在的相关高斯噪声。实验表明,在较低信噪比情况下,该算法优于传统互相关算法。     

均匀阵列下二维TLS-ESPRIT改进算法的研究

通过对均匀阵列下二维TLS-ESPRIT算法的研究,将一维ESPRIT改进算法推广到二维领域,在二排平面均匀直线阵模型中使用同一排几何阵列构造两个子阵列,即将阵元为M的阵列够造成由前M-1个阵元构成的子阵列和后M-1个阵元构成的子阵列,从而增加了阵列的有效孔径,提高了信源波达方向的估计精度,并通过MATLAB仿真,给出了不同信噪比情况下,改进算法与原算法的性能比较,证实了该算法的有效性。     

一种基于遗传算法的自适应时延估计

基于四阶累积量的约束自适应时延估计（FOC—ETDE）算法具有优良的时延估计性能,但它需要较好的时延估计初值。为了克服此缺点,文章引入遗传算法进行时延估计的寻优,无需时延的先验信息,在低信噪比的情况下可以准确地直接估计非整数倍采样间隔的时延。计算机仿真实验验证了新方法的有效性。     

基于四阶累积量的EM波达方向估计算法

针对低信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）下,经典波达方向估计性能下降的问题,提出将信号的四阶累积量与期望最大化（expectation maximization,EM）算法相结合的波达方向估计算法.该方法引入隐含变量进行更新迭代,并求隐含变量的四阶累积量,构造关于待估波达方向的极大似然函数从而求解出信号的波达方向角.仿真结果表明:本文算法能有效地抑制高斯噪声对信号参数估计的影响,同时能利用迭代来提高估计精度.在低SNR时其估计性能优良,具有很好的稳定性和分辨率,有利于高分辨地估计信号的波达方向.     

基于多特征融合的Chirp扩频通信调制样式分类识别方法

自动调制分类(AMC)在频谱监测和认知无线电中具有重要意义。近年来,Chirp扩频通信(CSS)由于其良好的抗干扰能力和稳健性得到了较大发展,但是对CSS信号的AMC方法却鲜有研究。针对这种情况,该文提出了一种基于多特征融合(MFF)的CSS信号调制分类方法,利用频谱和时频图特征融合学习并引入注意力模块来实现CSS信号调制识别。对11类CSS信号调制样式的仿真实验结果表明,该方法有优越的识别性能。     

Chirp扩频通信系统抗噪声性能研究

Chirp扩频被IEEE 802．15．4A列为物理层可选标准之一,正得到越来越多的关注。文中分析了Chirp信号的特点及Chirp—BOK系统的组成和调制解调方式,提出了一种对Chirp扩频的理论研究方法,在高斯白噪声信道下,分析并得到系统误比特率一信噪比公式。误比特率的仿真结果与理论推导公式相吻合,并证明该扩频机制与其他调制方式比较,抗噪声性能有明显的改善。     

PPM调制下的Chirp扩频超宽带无线通信系统

鉴于上行线性调频与下行线性调频信号在实际中的交叠和非完全正交而导致的互相关干扰,设计了基于脉冲位置调制的线性调频扩频超宽带无线通信系统。同时,对提出的系统在AWGN信道和其他的多径信道下做了仿真,并与正交二进制键控线性调频超宽带系统做了比较。仿真结果显示所设计的系统通过引入脉冲位置调制和声表面波Rake接收机,在IEEE802.15.4a制定的室内外信道环境下,有着稳健的抗多径干扰和阴影衰落的能力,并且在非视距环境下性能要远优于正交二进制键控线性调频超宽带系统。     

一种基于循环平稳的Chirp信号相位参数估计迭代算法

该文研究了噪声中Chirp信号相位参数的估计问题,介绍了计算简便的循环平稳法,并针对其缺陷,提出了一种基于循环平稳的迭代估计算法。该迭代算法保持了循环平稳法计算复杂度低的优点,且降低了误差传递效应,提高了相位参数估计精度,增大了可估计的相位参数取值范围。仿真结果表明,所提出的参数估计迭代算法的性能优于普通的循环平稳法。     

基于累积量的时差频差联合估计算法

介绍了无源定位中二阶累积量和高阶累积量的时差频差联合估计（TDOA/FDOA）算法,分析了噪声相关性对二阶累积量和四阶累积量的时差频差联合估计算法的影响。仿真结果表明,这一方法是切实可行的。     

基于改进精估计与FrFT的Chirp信号参数估计

为了解决Chirp信号参数估计在低信噪比下保持高精度等问题,提出了一种基于粗精二次估计的Chirp参数算法。粗估计采用分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FrFT）,能够在低信噪比下检测到Chirp信号并估计出调频率的范围。同时,提出了一种FrFT插值算法提高FrFT估计中心频率的精度。精估计根据信号能量和周期长度一定时Chirp信号频谱幅度的平方与调频率成反比的特性,不断地用已知Chirp信号的共轭与未知Chirp信号相乘,寻找使相乘后频谱幅度平方最大的已知Chirp信号的调频率。为了提高精估计算法性能,用提出的H-Rife算法估计中心频率和相乘后信号的频谱中最大的幅值。〖JP2〗用二分法代替等步长使精估计在粗估计出的调频率范围内搜索,极大降低了复杂度。在信噪比不小于-10 dB时,该算法估计调频率归一化均方误差（Normalized Mean Square Error,NMSE）较FrFT线性提升,估计中心频率NMSE较FrFT线性提升,接近克拉美罗界。     

Improved Parameter Estimation for Chirp Signals Based on Cyclostationarity

The problem of concern here is parameter estimation of chirp signals in the presence of multiplicative and additive noise. An improved cyclostationarity based algorithm is proposed to estimate the phase parameters. The novelty of the proposed algorithm lies in the iterative estimation of the second-order parameters. The main characteristics of the method include reduction in error propagation effect, increase in estimation accuracy, and operation over a wider range of phase parameter values. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm has better performance than the conventional cyclostationary estimation method.     

基于TLS-ESPRIT算法的OTHR瞬态干扰抑制

天波超视距雷达(OTHR)工作于高频波段,电波传播环境复杂,极易受到流星余迹回波等瞬态干扰的影响。目前提出的针对瞬态干扰的抑制方法大多需要预先抑制海、地杂波,复杂度较高,实用性不强。提出了将含瞬态干扰回波数据的频域视为复合正弦信号,使用高分辨算法(TLS-ESPRIT算法等)可以检测出干扰发生位置,再去掉被干扰数据段,并通过加权线性预测恢复有效数据,达到抑制干扰的目的。该方法的优点是干扰检测前无需预先抑制海杂波,实用性较强。仿真结果表明该方法的有效性。     

基于高阶累积量的近场通信波达方向估计算法

通过对近场通信波达方向准确估计,提高目标信源的定位能力.传统方法中对近场源通信信源的波达方向估计采用多普勒估计方法,由于近场通信的空间信源为窄带信号,多普勒估计会导致DOA估计频谱失真.提出一种基于高阶累积量的近场通信波达方向估计算法.采用均匀间隔线列阵构建近场通信的信号模型,进行近场源目标特征构建,提取近场源通信信号的斜度和峰度等特征,采用高阶累积量特征提取方法,分别求得对应近场通信信源的方位角、频率和距离三维参数,使得每个信源的参数自动配对,提高了近场通信DOA波达方向估计的效率和精度,实现近场源通信信号的波达方向估计算法改进.仿真实验结果表明,采用该方法进行近场方法波达方向估计的精度较高,对信源方位的定位准确,性能优越于传统方法,在近场通信中具有较好的应用价值.     

结合Chirp Z变换的聚束SAR极坐标格式成像算法

提出了一种新颖的基于Chirp Z变换（CZT）的极坐标格式成像算法。首先分析了极坐标格式下聚束SAR的回波信号模型,阐述了CZT的基本原理,然后详细推导了利用CZT实现极坐标格式成像的理论依据,给出了成像算法流程及各步骤的具体参数取值,在成像处理中完全避免了插值运算,减少了极坐标格式成像算法的复杂度,最后通过点目标仿真给出了成像结果,验证了算法的可行性和有效性。