低信噪比条件下的失真PCM/FM信号软解调研究

再入遥测信道是遥测过程中的一种特殊信道情况,当飞行器通过再入遥测信道时,黑障和多径效应会造成PCM/FM遥测信号信噪比降低和频率选择性衰落,甚至突破传统解调方法的解调门限,导致误码率大大增加。针对该问题,研究一种滑动长度为1的多符号检测(Multi-Symbol Detection, MSD)解调算法：对连续观测到的N个码元信号与本地信号进行联合检测,但每次MSD判决较前一次MSD判决有N-1个码元的重合。理论上该算法可以将信道增益提高3dB左右,仿真和测试结果验证了该算法的有效性。     

再入遥测环境下的PCM/FM信号软解调研究

针对再入遥测环境下遥测信号信噪比较低,而传统解调方法解调门限较高的问题,结合PCM/FM信号相位特性,研究一种基于多符号检测(MSD)的软件化解调方法;对连续观测到的若干个码元信号与本地信号进行联合检测。研究相应的同步算法保障解调的顺利进行。仿真和测试结果验证了MSD的有效性。     

基于多符号检测的CPM信号解调技术研究

对连续相位调制(CPM)系统进行了分析,研究了基于多符号检测原理的CPM信号解调技术,在AWGN信道下以二进制CPM为例给出了不同检测长度下系统的解调性能.结果表明,非相干多符号检测(MSD)算法在损失很少误码性能的前提下可以有效降低解调复杂度,便于工程实现.     

一种新的基于小波变换的QPSK信号解调方法

本文根据小波变换具有时频分析的特点,提出一种通信系统中QPSK(quadrature phase shift keying)信号解调的新方法。该信号解调新方法与传统的QPSK相干解调方式不同之处在于,首先它是直接对接收到的QPSK信号中的频率和相位(相当于瞬时值)进行提取和判决,是一种具有多分辨特性的时频分析检波方法;其次,发送端信号和接收端信号之间不需要严格同步,是一种"盲检测"方法。仿真结果表明:该新的信号解调方法在抗噪声性能和抗复杂信道的鲁棒性等方面具有比传统解调方法更优异的性能。     

基于信道线性滤波估计的迭代解调及译码技术

为了提高衰落信道下基于判决反馈的差分迭代译码 (Turbo DPSK)系统的性能 ,针对系统的特点 ,提出了一种基于信道增益线性滤波估计的解调 /译码算法。与传统的基于信道增益线性预测估计的 Turbo DPSK解调 /译码算法相比 ,新算法在根据判决反馈进行信道增益 hi 的估计时 ,不仅利用了时刻 i以前的波形值和判决反馈 ,而且还利用了 i时刻本身的波形值和判决反馈 ,因而能更有效地消除噪声干扰 ,获得更准确的信道估计 ,从而提高了系统的性能。仿真结果表明 ,该算法对系统性能确有明显的提高 ,在误码率为10 - 4时 ,性能增益大约为 0 .6 d B。     

用于软判决译码时的非冗余纠错差分检测

提出了非冗余纠错差分检测在软判决译码时的应用.结合π/4-DQPSK差分解调,着重研究了非冗余纠错在软判决译码时的应用,给出了具体系统实现时的软件流程图.用计算机仿真了该算法在加性白高斯噪声(AWGN)信道和Rician信道中的性能.仿真表明,相对于软判决译码时传统的差分解调,该算法在误比特率BER为10-4时在AWGN信道中有1.4dB的性能改善,在Rician信道中同样有显著的性能改善.考虑到了实现损耗,实际系统的测试结果与仿真结果相一致.这使得NEC能够在普遍采用软判决译码的卫星通信系统中应用,拓展了NEC只能用于硬判决的局限,从而提高了系统容量和通信质量.     

基于加权平均PN互相关的DTMB单频网频谱感知

该文首次研究了中国地面数字电视广播传输标准(DTMB)单频网(SFN)的频谱感知问题,提出一种基于DT-MB信号独特帧结构的加权平均(WA)伪随机(PN)序列互相关的频谱感知算法。该算法充分考虑了单频网信道具有典型人为强多径的鲜明特征,以对多个互相关峰值进行加权平均处理结果作为频谱感知的判决统计量,与传统的基于PN互相关的仅取相关峰最大值处理作为判决统计量的方法相比,其检测性能从理论上分析更适合于单频网信道下DTMB信号的频谱感知。仿真结果表明,该算法在典型单频网信道(如广电7和广电8信道)下可获得显著的性能改进。     

一种基于部分信道估计的DTD算法

在声学回声消除(acoustic echo cancellation,AEC)系统中,双讲(doubletalk,DT)信号和信道突变都导致滤波器误差变大,然而AEC系统需要分别对这2种情况做出不同的反映。因此,常见的基于误差信号及其函数的双讲检测(doubletalk detection,DTD)算法在信道突变情况下容易产生误判。为此,利用声学回声信道的特殊性和归一化最小均方(normalized least mean square,NLMS)算法的跟踪特性,提出了一种新型的基于部分信道估计的DTD算法。该算法采用累加信道估计尾部的值作为判决条件,能够区分出通话过程中的双讲时段并且忽略回声信道突变的影响。该算法具有计算复杂度小和检测DT信号速度快的优点。仿真结果表明,在实验条件下该算法优于常见的DTD算法。     

有效逼近MIMO信道容量的软解调算法

针对Turbo-MIMO系统中基于最大后验概率(MAP)的软解调方案复杂度过高的问题,基于准最大似然相移键控(QML-PSK)检测以及比特级多流编码分层调制空时(LST)传输的思想,提出了一种适用于任意正交幅度调制(QAM)星座图且可逼近MIMO信道容量的低复杂度软解调算法及其接收机模型.该算法将求解外信息时的MAP问题转换成最大似然(ML)解调问题,然后使用高效的QML-PSK检测算法求解.然而QML-PSK检测算法仅适用于PSK信号的软解调,因此文中提出了一种QAM-PSK软解调算法,采用比特级多流编码LST传输技术将高阶QAM信号转化为PSK信号.理论分析和仿真结果表明,与现有最优的基于球形译码的软解调算法相比,QAM-PSK软解调算法能以不到其1/2的复杂度获得几乎相同的误码率性能,并且其低复杂度优势在问题维数增大时更为明显.     

基于分集接收的卫星认知通信动态频谱感知策略

针对基于固定判决门限的频谱感知策略无法适应信道衰落变化导致频谱感知效率下降的问题,结合卫星网络中待检测信号能量较低的特点,提出一种Nakagami-m信道环境下基于分集接收的动态频谱感知策略。该策略利用改进的模糊聚类算法动态获得频谱最佳判决门限,使得判决门限能够根据信道衰落变化自适应调整;在此基础上利用MRC(maximum ratio combining)与EGC(equal grain combining)2种分集方式增大认知用户的接收信噪比,以减小弱信号环境对能量检测算法频谱检测性能的影响。仿真结果表明:该策略能够有效提高低信噪比环境下的频谱感知性能。     

用多码元累加择大判决法快速捕获PN码

针对短帧突发模式下,直接序列扩频(DSSS)系统短时间内以高检测概率捕获PN码相位这一矛盾,提出了一种数字匹配滤波器(DMF)非相干PN码快速捕获算法.在传统的择大判决法的基础上,用多码元累加单元取代逗留验证单元,从而不再需要估计信道,并提高了捕获速度.分析了该算法在QPSK-DSSS系统下的捕获性能以及频差、信噪比、扩频比等因素对检测概率的影响,实测结果证明了该算法可以在宽信噪比范围和一定频偏环境下实现PN码的快速捕获.     

基于矩阵特征值的主用户信号全盲检测算法

在多天线主用户信号检测过程中,在信道空闲和信道被占用2种情况下接收信号取样协方差矩阵的最大和最小特征值存在明显差异.根据这一观察,提出了一种新的基于取样协方差矩阵最大和最小特征值的盲检测算法.该算法以取样协方差矩阵最大与最小特征值的差与和的比值作为感知判决量,再通过引入大维随机矩阵中关于取样协方差矩阵最大和最小特征值分布的最新成果,设计出一种有效的判决门限计算方法.相对于经典的特征值检测算法,蒙特卡罗仿真实验比对结果表明,新算法具有感知判决门限计算准确的优点,能有效地提高检测性能和判决结果的可靠性.     

基于矩阵特征值的主用户信号全盲检测算法

在多天线主用户信号检测过程中,在信道空闲和信道被占用2种情况下接收信号取样协方差矩阵的最大和最小特征值存在明显差异.根据这一观察,提出了一种新的基于取样协方差矩阵最大和最小特征值的盲检测算法.该算法以取样协方差矩阵最大与最小特征值的差与和的比值作为感知判决量,再通过引入大维随机矩阵中关于取样协方差矩阵最大和最小特征值分布的最新成果,设计出一种有效的判决门限计算方法.相对于经典的特征值检测算法,蒙特卡罗仿真实验比对结果表明,新算法具有感知判决门限计算准确的优点,能有效地提高检测性能和判决结果的可靠性.     

高斯噪声迭加码间干扰下OFDM解调性能分析

针对无线通信系统中复杂的非高斯噪声环境中接收信号发生畸变的问题,研究一种"高斯噪声迭加码间干扰下"的非高斯噪声,计算统一的数学模型,通过系统误码率等参考变量分析OFDM系统在非高斯噪声环境中的解调性能.对比分析高斯噪声和非高斯噪声环境中解调算法,仿真结果表明:迭加的码元干扰幅值b越小,系统误码率越大;b越大,系统误码率越小.非高斯噪声信道和高斯噪声信道情况下,系统误码率随着信噪比变化交替发生变化,低信噪比,非高斯噪声信道下误码率小于高斯噪声信道下误码率;高信噪比,非高斯噪声信道下误码率大于高斯噪声信道下误码率.高斯噪声迭加的码元干扰,影响着高斯噪声信道下系统解调性能,对OFDM系统解调算法的分析有重要的意义,为今后在复杂环境中进一步研究提供参考.     

基于DSP实现的2FSK信号的解调

提出了一种基于离散短时傅里叶变换解调2FSK信号的方法,通过在时域和频域联合二维空间上分析信号的时频特性,对接收信号在不同时间段的频谱进行分析,对接收码元进行同步捕获并在此基础上对接收信号进行判决,从而实现信号的解调.利用单片DSP芯片实现上述算法,配合一些外围电路构成一个完整的通信系统即可实现中低速率的电力线载波通信.     

基于卡尔曼自回归的LTE天线端口数检测算法

在长期演进(long term evolution, LTE)系统中,传统天线端口数检测使用盲检测的方式分别对1,2和4端口数进行解码,直至物理广播信道系统消息成功通过循环冗余码校验,该方法会产生大量的计算冗余和时延。针对这一问题,提出一种改进的卡尔曼自回归天线端口数检测算法,该算法通过提取不同天线端口对应的小区参考信号得到信道状态信息,并将信道状态的相位信息进行卡尔曼自回归拟合,将自回归拟合后的相位与接收信号相位作差得到的平均值与预设判决门限进行比较,以得到天线端口数判决结果。理论分析与仿真结果表明,改进算法相较于传统盲检测算法节省的时间开销可达49%。在相同信噪比下,相较于其他优化后的门限判决算法,改进算法最多提高约10%的检测成功率且具有更优的抗频偏性能。     

认知无线电空闲频谱的联合检测算法

为了提高认知无线电中感知用户对主用户(弱信号)的检测性能,提出了一种多个感知用户合作的分布式优化联合检测算法.该算法在知道主用户信号和噪声的概率分布的条件下,通过最优化理论中的逐步二次规划法,联合求解检测系统的最优融合准则和各感知用户的最优判决门限,使系统联合检测概率取极大值.该算法不受接收机检测方式的限制,数值求解收敛速度快.仿真结果表明,感知用户为5个、融合中心虚警概率为0.1、相关符号累积为255次、不同融合准则下各感知用户信噪比相同时,与最好的固定融合准则检测算法相比,该算法使联合检测概率在高斯白噪声信道和平坦瑞利衰落信道中分别提高了13%和5%.     

MPPM软判决方案及其在超宽带通信中的应用

脉冲位置调制(PPM)是一种非常适用于超宽带通信的调制方式,现有的对于M元脉冲位置调制(MPPM)译码都是通过硬判决进行的.软判决充分利用了接收信号信息,因而能更有效地实现信号解调.理论推导出了脉冲位置调制的软判决实现方法.仿真结果显示了在AWGN信道中,基于该方法的软译码误码性能比传统的硬译码性能有很大的优势,该方案可用于超宽带通信.     

基于Goetzel算法的8FSK信号调制解调的实现

实现了短波通信自动链路建立(ALE)系统中8FSK信号的调制解调,其中所采用的Goetzel算法解决了码元同步问题,同时降低了算法复杂度和计算量,加快了解调速度。     

软判决在OQPSK解调中实现对信号纠错的分析与应用

针对OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying)信号的特点，提出了经OQPSK调制的数字信号在解调过程中实现一位纠检错的新方法，以及实现该方法的具体电路。此方法采用软判决检测技术，在对无信道编码的数字信号解调的同时，直接实现对信号的一位纠错，把解调与纠错，于妙地融合在一起，简化了电路的复杂度。另外，可在无信道编码的情况下实现一位数字信号的纠错，省去了由于信道编码带来冗余码，提高了信道利用率。对此方法进行了误码率计算，计算表明该方案比采用硬判决的OQPSK相干、非相干解调有更低的误码率。