PSK信号的码速率估计及其多片DSP实现

针对相位编码(PSK)信号的参数估计问题,研究了PSK信号的码速率估计算法并将其硬件实现。对PSK信号的频谱进行多点平滑,然后计算其功率谱的重心来估计载频。为了克服瞬时自相关法分析PSK信号时抗噪性能不强和分析精度不高的缺点,采用了时域叠加瞬时自相关的方法。先用载频估计值抵消信号的相位偏移量,然后对时域叠加瞬时自相关的结果做FFT,取第1个峰值点对应的频率作为码速率的估计结果。对二相编码和四相编码的情况进行了计算机仿真,基于4片ADSP-TS101S芯片构成的雷达信号参数估计平台,对2PSK信号进行了硬件实验。实验结果表明,该算法可以在较低信噪比下有效地估计PSK信号的码速率。     

基于FPGA的曼彻斯特编解码器设计

<正>曼彻斯特编码是相位调制的、自同步的、超越传统数字传输极限的一种编码/解码方式。曼彻斯特编码同步时钟信号就隐藏在数据波形中,码元位中间的正负跳变既作为数据信号的又作为时钟信号。曼彻斯特编码数据流中包含同步时钟信号和数据信号,在传输代码信息的同时,也将同步时钟信号一起传输到对方,并且每位编码中有一跳变,不存在直流分量,具有自同步能力和良好的抗干扰性能。     

数字信道化的调制信号测频方法

由于雷达信号覆盖带宽范围的增大,在对宽带雷达信号进行模数转换时,采样频率需要达到吉赫兹,因此存在后端的信号处理速度和信号采样速率不匹配的问题。为了解决该问题,采用高效数字信道化结构。为了实现对经过该结构处理的雷达信号的频率参数估计,提出在传统的瞬时相位差测频的基础上加上中值滤波处理的测频方法。仿真结果表明该方法能够有效地提高调制信号的测频精度,减小由于相位编码信号本身存在相位跳变而引起的测频误差。可以将该方法应用于宽带数字接收机后端信号处理的频率测量。     

基于Speex和深度编码的移动水声语音通信

为实现收发节点相对运动下的语音信息交互，提出一种基于Speex和深度编码的移动水声语音通信算法。针对水下信道带宽有限、语音传输低效及数据丢失问题，采用Speex算法，对语音信息进行压缩，提升语音信息传输效率和质量。针对水声信道中时变多途干扰和相位跳变问题，采用深度编码策略，在比特级，采用低复杂度的卷积编码，对信息比特进行编码以获得冗余编码比特，用以对抗时变多途干扰；在符号级，采用基于相位差的编码，令两个相邻符号的相位差作为传输符号，从而消除相位跳跃的影响。Speex算法实现了8.53倍的压缩率，有效节省了信道带宽；深度编码有效解决了多途干扰和相位跳变问题，在相同信噪比下使误码率大大降低。在胶州湾使用水声通信机(Seatrix Modem)对本文算法在通信距离为5.5 km、收发器之间相对运动速度为0.5 m/s、通信带宽为4 kHz条件下进行验证，结果表明了本文算法的有效性。     

P3/P4多相码雷达信号检测与参数估计研究

针对P3/P4多相编码雷达信号的检测和参数估计问题,提出了一种基于积分二次相位函数和分数阶傅里叶变换联合分析的处理方法。该方法首先利用此类多相编码信号的二次相位函数在时间—调频率平面为一条平行于时间轴直线的特点,由积分二次相位函数获得信号总能量,通过检测峰值得到信号调频率的估计值;然后采用分数阶傅里叶变换估计载频、带宽、周期等;最后通过仿真分析了检测性能和参数估计性能,仿真结果表明该方法计算量小,并且由于没有交叉干扰项,使得参数估计精度有所提高。     

基于EMD的信号瞬时频率估计

分析了信号瞬时频率的定义及其两种主要的获得信号相位的方法：解析信号法和正交模型法.提出了一种基于经验模式分解的新的瞬时频率估计方法——正交包络法.该方法计算简单,克服了正交模型法无法由一个时间函数确定两个时间函数的困难.与Hilbert变换方法相比,正交包络法使边界问题得到了明显改善.实验证明这是一种有效的瞬时频率估计方法.     

一种相位编码信号及其失配滤波器设计方法

为了解决相位编码信号脉冲压缩后峰值旁瓣电平过高的问题,提出了一种新颖的相位编码信号——宽主瓣相位编码信号及其失配滤波器的设计方法。首先,在给定相位编码信号时宽并且保持信号带宽不变的条件下,通过增加相位编码信号的码元长度来增加优化自由度进而降低其峰值旁瓣电平;然后,给出了宽主瓣相位编码信号的设计准则,并使用基于L-BFGS算法的最小p范数优化算法进行求解;最后,基于该相位编码信号提出了以最小化峰值旁瓣电平和逼近期望的主瓣为准则的失配滤波器设计方法,并使用凸优化算法进行求解。仿真结果表明:在给定相位编码信号的时宽、保持信号距离分辨力不变的条件下,与传统相位编码信号相比,主瓣展宽的相位编码信号峰值旁瓣电平可以降低4.32dB;通过设计失配滤波器的方法,该相位编码信号脉冲压缩后的峰值旁瓣电平可以进一步降低5.94dB。     

二相编码信号载频盲估计快速算法研究

讨论二相编码信号载频盲估计快速算法.在没有接收信号先验知识的情况下,首先粗略估计出二相编码信号的载频(fc)和3 dB带宽(△f3dB),然后以(fc)为中心,以4(△f3dB)为带宽对BPSK信号滤波,再对滤波后信号平方得到一个准正弦波信号,估计出该信号的频率,最后将该频率除以2就得到BPSK信号的载频精确估计值.理论分析证明本算法的合理性,并给出算法的应用门限.仿真结果表明本算法在没有先验知识的情况下可以对BPSK信号载频进行精确估计,特别是在低信噪比条件下依然能够取得良好的估计性能,且本算法简单易行,运算量小,适合实时处理.     

基于小波变换的二相编码信号检测

针对低信噪比条件下相位编码信号检测效果差的问题,运用粗细定位相结合的思想,采用双尺度小波变换对二相编码信号进行了研究.该方法在大尺度的模值点上,对信号的奇异点进行粗略定位;在小尺度的模值点上,对信号的奇异点进行精确定位,进而实现了对二相编码信号的检测.通过仿真实验表明,该算法在信噪比优于0 dB的情况下,可以较好地完成...     

基于码形捷变的相位编码信号旁瓣抑制

为了解决相位编码雷达信号旁瓣高的问题,提出在各个脉冲重复周期发射随机捷变的相位调制码形. 在对各脉冲的回波做匹配滤波后,按距离单元做离散傅里叶变换(DFT),将DFT的输出投影在雷达视线上;同时建立了码形随机捷变的使用准则. 理论分析和外场实验表明,码形捷变方法适用于各种二相编码和多相编码信号,具有良好的旁瓣抑制性能,可提高对小目标的检测能力,并且在回波存在严重遮挡时也能保持较好的旁瓣抑制效果.     

基于谱相关的BOC＋BPSK混合调制信号的参数估计性能研究

针对卫星导航系统中BOC＋BPSK混合共用载频调制的现状,研究了基于频域平滑周期图法的BOC单频调制与BOC＋BPSK混合共用载频调制2种调制信号循环谱包络切面的特性,实现了对这2种调制信号的参数估计.仿真结果表明,基于谱相关的BOC＋BPSK混合共用载频调制时的参数估计性能与BOC单频调制时基本一致,验证了BOC信号叠加在传统BPSK导航信号上可有效实现频段共享.     

时间域质心频移法估算品质因子Q

品质因子Q 是表征地下介质对地震波吸收衰减强弱的参量,是储层预测和油气检测的重要参量。质心法是估算Q 值的常用方法,精度和稳定性均较高,但该方法需要计算地震子波谱的质心和带宽,其精度依赖于波谱的提取质量。为避免地震子波谱的问题,提出时间域质心频移法,实现了在时间域估算品质因子Q,其核心是根据子波波形信息在时间域直接估算质心频率和带宽。对于常相位子波,其频谱的质心频率即包络峰值处的瞬时频率;对于Gauss 谱子波,其带宽可由包络宽度换算得到（两者乘积为一常量）。当地震子波近似为常相位及Gauss 谱时,可在时间域估算质心和带宽,按质心法公式估算Q 值,规避了地震子波谱的提取。VSP 下行波模型测试及实际资料应用表明,时间域质心频移法是可行可信的。     

频率分集阵列雷达波束的相位方向图特性

研究了频率分集阵列雷达波束的相位方向图特性.由于在各阵元之间引入频率增量,FDA雷达发射方向图,即幅度方向图具有角度-距离的二维依赖性,空间波束指向会随距离变化而发生变化,产生弯曲现象,然而FDA雷达的相位方向图却不具有该特性.本文提出了FDA模型建立法和欧拉公式法并建立了FDA相位分布模型;仿真分析建立的两种模型,比较得出欧拉公式法误差较小,因而选取其作为研究FDA相位方向图特性的模型;基于该模型,建立了FDA相位方向图,并仿真分析了等高线、等角线、等距线上的相位分布特性,确定了FDA波束的同相波前分布.理论分析与仿真结果表明,FDA波束的相位分布与相控阵相比并没有产生弯曲现象,且分布特性与相控阵基本一致.      

高稳定BPSK信号载波相位同步算法

基于二相相移键控(BPSK)信号幅度剧烈变化会严重影响数字锁相环的环路带宽和稳定性,提出了一种数字自动增益控制(AGC)和锁相环(PLL)联合的高稳定BPSK信号载波相位同步算法.采用指数增益放大非相关反馈自动增益控制环路对输入调制信号进行幅度调整,使输出AGC的调制信号幅度稳定在预定值,再将幅度稳定调制信号输入到数字三阶PLL进行精确载波相位估计.仿真结果表明,算法避免了数字三阶PLL由于调制信号幅度变化带来的环路不稳定,且在信噪比(SNR)动态范围内,保证环路噪声性能满足BPSK信号解调的要求.     

GPS L1C信号的仿真分析

GPS L1C信号采用数据和导频双通道结构.基于Matlab仿真产生L1C信号并分析了数据、导频通道的自相关和频谱特性,两通道有类似的相关函数包络,导频通道自相关函数的旁峰相比数据通道向外偏移0.06个码片,相同的码相位范围内峰值变化更加剧烈,其相关峰的斜率比数据通道自相关函数高2.56dB,中心主峰更窄.比较了不同前端带宽下BPSK(1),BOC(1,1),BOC(6,1),TMBOC(6,1,4/33)调制信号的均方根带宽,理论上TMBOC(6,1,4/33)信号的跟踪精度相比L1C/A信号提高了57%.分析了次级码的相关特性.它具有强自相关性,有效降低卫星信号互相关函数的旁瓣,旁瓣比为27.4dB.研究表明L1C信号具有优良的跟踪精度和减少互相关干扰的潜能.     

支持向量机多类分类的数字调制方式识别

针对神经网络存在的过学习、欠学习、局部极小值等问题,提出了一种基于支持向量机(SVM)的数字调制方式的识别方法。从信号的瞬时幅度,瞬时相位,瞬时频率,频谱,包络变化等特性中提取了7个特征参数,用于训练支持向量机。运用二叉树理论设计多类分类器,与已有算法相比,具有简单、高速、高精度的特点。仿真结果证明,在高斯白噪声(AWGN)下,当信噪比大于15dB时,对2ASK、4ASK、8ASK、2FSK、4FSK、8FSK、BPSK、QPSK、8PSK调制方式的识别率可以达到97% 以上。     

移动无线信道的模拟与应用

介绍一种利用计算机模拟移动无线通信中信道传输特性的方法．该方法主要对瑞利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）和莱斯（Ｒｉｃｅ）分布的非频率选择性衰落信道进行模拟．运用这种方法，研究了相移键控的调制信号（ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ和８ＰＳＫ）在不同莱斯衰落因子信道中的传输特性，分析了莱斯衰落因子和最大多谱勒频移ｆｄ对衰落裕度（ｆａｄｅｍａｒｇｉｎ）和误码限度（ｅｒｒｏｒｆｌｏｏｒ）的影响．对衰落信号的包络和相位以及二进制序列误码率的统计结果表明：模拟特性与理论分析较好地吻合．     

无延时可修系统的可靠性分析与计算

针对无延时可修系统,在假设失效时间服从指数分布、而维修时间服从一般分布的前提下,利用补充变量法,建立了系统的可靠性模型,通过拉普拉斯变换,推导出了系统的瞬时可用度、瞬时故障频度、稳态可用度、稳态故障频度、平均开工时间、平均停工时间和平均周期等可靠性指标的解析表达式,并验证结论的正确性,纠正了某些参考文献的瑕疵或错误,推广了有关结果。