频率选择性衰落信道下的星形QAM信号载波盲估计

针对通信对抗和QAM信号解调的实际应用,建立多径和频率选择性衰落信道下的QAM信号模型,提出一种利用特定高阶循环累积量估计星形QAM载波的方法.通过理论分析可证明在平稳和非平稳高斯噪声背景和衰落信道特性下,星形8、16QAM信号的特定四阶循环累积量仅在载波位置处存在,因此可通过检测此循环频率实现载波的估计.该算法可推广到更高阶星形QAM信号.仿真实验验证了该算法的有效性.     

基于四阶累积量的线性调频信号参量估计

针对加性高斯有色噪声背景下的一维、二维线性调频信号的参量估计问题,引入高阶统计量,提出了一种基于四阶累积量的新方法。该方法利用高阶累积量对加性高斯噪声有较好的抑制能力的特性,结合极大似然方法,可获得较低信噪比下的线性调频信号参量的较高精度的估计。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于加权高阶累积量切片的非线性调频信号增强算法

为了综合考虑高阶累积量各种切片抑制高斯噪声的性能,定义了加权高阶累积量切片,并给出了加权高阶累积量切片符号联合迭代公式,得到了基于加权高阶累积量切片的自适应谱线增强新算法。对该算法增强水下目标辐射的非线性调频信号的效果进行了仿真研究。仿真结果表明:该算法能抑制大约18dB～28dB的高斯色噪声;调整高阶累积量切片的加权系数,可获得抑制高斯色噪声的最佳效果。在工程实践中,具有重要的指导意义和实用价值。     

基于CPS的相位误差估计算法

在基于星座相位特征（CPS）相位误差估计算法的基础上,对高阶QAM信号,利用循环相关函数的局部对称性,提出一种基于局部对称性检测的相位误差估计算法。此外,利用平稳信号相关函数小波变换后的性质,提出了两种基于循环相关函数小波变换的相位误差估计算法。最后详细分析了小波变换对高斯白噪声的影响。与CPS算法相比,基于对称性检测的算法在低信噪比下有一定的优势。基于Morlet小波变换的相位误差估计算法在低信噪比下性能最好,而基于Harr小波变换的相位误差估计算法在高信噪比下性能较好。     

基于模糊函数的LFM UWB雷达信号滑动平均波达方向估计

针对线性调频类超宽带雷达信号的线性时频特性,提出了基于2阶统计量——信号模糊函数的线性调频类超宽带雷达信号波达方向估计算法,通过分析仿真证明该方法优于传统方法。根据分析指出循环平稳算法与模糊函数算法之间的关系,介绍了循环平稳算法对基于窄脉冲形式的无载波超宽带雷达信号DOA估计的有效性。系统完整地论述了超宽带雷达信号DOA估计算法。     

基于循环稳定特性的空时分组码MC-CDMA信号盲识别算法

空时码应用最广泛的是空时分组码(space-time block code,STBC)和垂直分层空时码(vertical bell layered space-time code, VBLAST),因为STBC信号具有时间上的相关特性,所以在求高阶循环累积量时,该信号有一个特殊的循环频率,而VBLAST信号没有此特性。提出了一种基于循环稳定特性的STBC多载波码分多址（multicarrier code division multiple access,MC-CDMA）信号识别算法。该方法先根据信号系统的基带物理结构和信号模型来建立信号相关函数的选择标准,然后估计出这些相关函数对应的四阶累积量,接着把四阶循环累积量跟信道的参数结合起来建立一个循环统计量,最后把这个循环统计量与检测门限进行比较,实现信号识别。计算机模拟仿真表明,该算法能在较低的输入信噪比条件下良好地工作。     

基于支持矢量机和循环累积量的调制识别算法

利用通信信号的循环平稳特性,在循环累积量域内构造信号分类特征矢量,采用支持矢量机将分类特征矢量映射到高维空间并构建最优分类超平面,实现对QAM调制信号的自动识别。该算法解决了样本在低维空间中的不可分问题,具有良好的泛化推广性能,并且可在多种调制信号环境下实现对感兴趣信号类型的识别。理论分析和仿真结果均证明了算法的正确性和有效性。     

混合SFH/DS扩频信号的跳频频率估计

针对混合SFH/DS信号跳频频率估计问题,提出了对信号时频脊线进行动态聚类分析,初步确定跳频频率范围的方法;在此基础上根据混合SFH/DS信号的特点,在频率搜索范围内利用高阶循环累积量精确估计跳频频率.以SFH/DS-2、4PSK信号为例,证明了其四阶循环累积量仅在跳频频率处存在的结论,通过检测此循环频率实现了跳频频率的精确估计.该算法无需信号的先验信息,易于通信侦察接收机实现.仿真实验表明,该算法混合FH/DS信号跳频频率估计是十分有效的.     

交替二进制偏移载波信号的多参数盲估计

针对恒包络交替二进制偏移载波(alternate binary offset carrier, AltBOC)信号调制方式复杂, 导致信号参数盲估计困难的问题, 提出一种基于频域累积的循环谱盲估计算法。首先根据信号模型求取AltBOC信号的循环自相关函数, 并将该循环自相关函数等效为16个子信号的循环自相关函数之和; 其次利用傅里叶变换分别对其循环谱进行表示, 并在此基础上进行频域累积, 最后利用信号在循环频率截面上的尖锐脉冲间隔规律估计AltBOC信号的伪码速率、副载波速率以及载频。仿真结果和理论分析表明, 该算法对AltBOC信号的多参数估计能得到较为精确的结果。     

基于循环平稳特性的MIMO-OFDM符号定时和载波频率联合盲同步算法

提出了一种基于接收信号循环平稳特性(CS)的多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统符号定时和载波频率联合盲同步算法。该算法通过初始信号检测与符号定时粗同步、符号定时精同步、载波频率粗同步、载波频率精同步四个步骤完成MIMO-OFDM系统符号定时和载波同步。理论分析表明算法适用于无导频符号或训练序列、任意数目收发天线、任意分布加性平稳噪声条件下的同步。仿真结果验证了算法精度可满足MIMO-OFDM系统的符号定时和载波同步要求,并在低信噪比下性能保持稳定。     

L-DACS1系统干扰抑制与循环自适应波束形成方法

为了解决L频段数字航空通信系统1(L-band digital aeronautical communication system, L-DACS1)正交频分复用(orthogonal frequency division multiplex, OFDM)接收机遭受测距仪(distance measuring equipment, DME)信号干扰的问题,提出了正交投影干扰抑制与循环自适应波束形成的空域滤波方法。首先,利用正交投影算法抑制DME信号干扰;然后,利用OFDM信号的循环平稳特性,构建循环自相关矩阵,通过奇异值分解得到波束形成的最优权矢量;最后,利用最优权矢量进行空域滤波。仿真研究表明,该方法可以在OFDM期望信号上形成稳定的主波束,同时能够抑制DME信号干扰。且所提方法具有复杂度较低、低信噪比情况下波束形成算法鲁棒的优势。     

航空发动机振动信号分析

针对航空发动机转子振动特性,提出基于累积量改进的独立分量分析盲源分离算法。运用新方法对转子振动信号进行分离,识别转子中的故障类型。通过航空发动机转子振动仿真实验验证了该算法的有效性。结合仿真实验,对比基于二阶累积量和高阶累积量的已有算法,该新方法在性能指数和信号相似系数方面均有提高。应用该算法对发动机转子平台采集的振动信号进行分离,转子故障设置为外环故障。实测振动信号经该算法处理后有更高的辨识性,可以判断出转子振动的故障类型。     

基于四阶累积量矩阵特征分解的宽带测向算法

针对信号处理领域研究中的宽带测向问题,基于四阶累积量矩阵定义的灵活性,给出了一种四阶累积量矩阵定义形式,利用累积量的盲高斯性进行简化。通过聚焦操作,把各个窄带频率处的阵列输出矢量变换到聚焦频率处,然后求其累积量矩阵。对各个累积量矩阵的平均值进行特征值分解,就得到四阶信号子空间和四阶噪声子空间。应用子空间的方法进行一维谱峰搜索,即可得到来波方向的估计值。实验结果证明了该算法的有效性。     

利用联合特征参数的卫星单混信号调制识别

针对卫星通信中常见的单-混二进制相移键控(binary phase shift keying, BPSK)、正交相移键控(quadrature phase shift keying, QPSK)、8进制相移键控(8 phase shift keying, 8PSK)、16进制正交幅度调制(16 quadrature amplitude modulation, 16QAM)信号调制识别问题,本文基于不同信号的累积量差异和方谱特性,充分利用累积量和谱线特征并构造合理的特征参数,最终构建决策树分类器,实现了这些信号的调制识别,并有效实现了混合QPSK和混合8PSK信号的识别。实验表明,该算法能够实现高斯白噪声条件下的单-混BPSK、QPSK、8PSK、16QAM信号的分类。当信噪比大于6 dB时,除混合QPSK和混合8PSK信号外,其他信号的调制识别率能达到98%,当信噪比大于10 dB时,混合QPSK和混合8PSK信号的调制识别率能达到92%。与现有算法相比,识别率更高,由此证明所提算法的有效性。     

基于加窗四阶累量时延估计的微瞬态电磁辐射信号检测算法

以研究微弱瞬态电磁辐射信号的探测手段为目的,提出了一种基于加窗四阶累量时延估计的检测算法。利用高阶累量对高斯噪声的抑制作用以及相干平滑变换对微弱窄带噪声的弱化效果,将低信噪比条件下非周期微弱放电信号的检测问题转化为周期性时延参数的估计问题。仿真及实验比较了加窗四阶累量互相关、非加窗四阶累量互相关及传统互相关时延估计3种算法的检验性能。结果表明,经过加窗处理的四阶累量时延估计算法在相关高斯白噪声、非相关高斯白噪声及窄带噪声3种噪声条件下的检测性能都优于其他两种方法,比较适合用于微弱电磁辐射源的远距离探测。     

自适应数字波束空域相干干扰抑制方法

在干扰相干背景下,接收信号协方差矩阵中信号空间的一些向量收敛到噪声空间中,仅利用二阶信息不能准确地得到干扰的方向信息,因而干扰抑制效果较差。为此,提出了一种自适应数字波束空域相干扰抑制方法。该方法是首先基于高阶累积量估计出广义方向矢量,然后根据最优均方逼近原则,结合切比雪夫加权系数形成波束,来抑制相干干扰。仿真结果表明,所提方法能够有效地抑制相干干扰。     

用于LFM信号参数估计的双谱和分段解线调方法

针对低信噪比条件下线性调频信号参数估计的问题,提出了改进方法,具体步骤是:首先利用双谱切片估计线性调频信号频谱的位置,然后设计带通滤波器滤出信号,最后采用分段解线调进行参数估计。为了解决强弱混合信号中检测和估计弱LFM分量参数的问题,在上面方法的基础上,结合逐次消去技术提出了多分量LFM信号参数估计算法。与传统方法相比,该方法充分利用了高阶统计量的特性,抑制了噪声和交叉项的影响。计算机仿真结果表明了该方法的有效性。