改进的载波频率相位联合估计方案及其FPGA实现

针对时分多址(TDMA)突发传输通信系统中的同步问题,提出了一种改进的载波频率和相位联合估计方案.该方案利用传统突发传输通信系统数据帧结构中用于位定时估计的训练序列,同时实现载波频率偏差、位定时偏差和载波相位估计.采用该方案,可缩短或完全去除传统的采用突发模式传输的通信系统训练序列中用于载波频率估计的部分,有效地提高时分多址系统的频谱利用率.在FPGA平台上对该方案做了硬件实现,综合结果表明其最大工作时钟频率可达70 MHz,可用于高速宽带数据传输系统.     

零中频DSSS数字接收机基带算法研究

介绍了一种零中频DSSS(直接序列扩频)数字接收机的基带算法方案．给出了PN码捕获及跟踪、载波解调和自动频率控制算法,最后给出系统性能仿真分析．该方案具有较强抗噪声能力,算法复杂度低,基带数字信号处理部分仅用一片APEX20KE就可完成．     

载波散斑相关条纹的调制频率

针对载波电子散斑干涉(CESPI)偏转物面调制法出现的载波相关条纹的调制频率(f)的合理取值问题,通过CESPI迈克尔逊测量系统光路图分析了偏转角(Δα)与调制频率之间关系,根据散斑大小与散斑空间位移间的相关约束条件,推导出载波相关条纹调制频率的极大值公式;根据载波相关条纹图的频谱分离要求,推导了载波相关条纹调制频率的极小值公式.为了有效提高调制频率,提出了一种基于偏转参考镜面的调制方法,并建立了几何光路模型进行理论分析.实验结果表明:该方法能克服散斑尺寸对调制频率的约束,可以有效提高载波相关条纹的调制频率,特别适用于大载荷形变的CESPI测量.     

基于DSP+FPGA的高动态GPS信号载波环路设计

为了提高动态环境下捕获、跟踪GPS信号的环路性能,通过分析环路逻辑时序、参数和高动态下多普勒频移的变化特性,使用高阶、宽带宽的跟踪环路,设计了一种基于DSP+FPGA的载波捕获、跟踪方法。利用现场可编程门阵列(FPGA)对信号进行傅里叶变换,实现载波的快速初捕和二次精捕,同时利用数字信号处理器(DSP)实现具有自动调整功能的二阶频率锁定环路的辅助三阶Costas-PLL载波跟踪环,使得环路具有抗高动态性能的同时仍拥有较高的跟踪精度。仿真实验表明:该方案能实现高动态下载波信号的快速捕获与精确跟踪。     

基于数字锁相环控制的硅微陀螺仪驱动模态分析与实验

为了有效控制硅微陀螺仪的驱动模态,采用基于数字锁相环的相位控制方案对驱动信号振动频率进行跟踪控制.首先,分析了硅微陀螺仪驱动模态的特点,提出了一种数字锁相环控制驱动信号频率的方法;其次,阐述了基于锁相环的硅微陀螺仪驱动模态闭环控制原理,并分析了锁相环频率控制的稳定性;然后,对锁相环控制的驱动模态频率变化和跟踪情况进行了仿真,验证了驱动频率动态跟踪特性;最后,设计了一种基于锁相环的FPGA数字电路控制方案,并制作成实际电路,同时,对硅微陀螺仪驱动模态的开环谐振频率驱动和闭环频率驱动进行了对比实验.结果表明,当温度在-40～60℃内变化时,该控制方案能够保证驱动频率时刻跟踪驱动模态谐振频率的变化,且跟踪相对误差为2.5×10-5.     

Alpha稳定分布噪声下通信信号的载波频率估计

针对在Alpha稳定分布噪声环境下循环谱估计通信信号载波频率失效问题,提出了基于广义循环谱的载波频率估计方法.首先用非线性变换定义广义循环谱,并对信号幅度进行变换;然后利用非线性变换抑制夹杂在通信信号中的非高斯脉冲噪声.通过检测广义循环谱的谱线位置与数字调制信号载波频率的关系实现载波频率估计.通过Matlab仿真实验和性能分析对比,证明该方法可较好地在Alpha稳定分布噪声环境下估计通信信号的载波频率.     

基于自适应OFDM技术的认知无线电频谱分配策略

根据认知无线电网络特点,提出一种基于自适应OFDM技术的认知无线电频谱分配策略,该方案通过自适应OFDM机制将无线频谱资源划分为若干自适应子载波,同时在子载波上采用频谱利用率高的MQAM调制方式.仿真结果表明,采用该方案提升了认知无线电网络中系统的频谱效用,同时由于自适应性的引入,使算法获得了较快的收敛性.     

一种Eureka-147数字声音广播系统频率捕获算法

提出了一种新的Eureka-147数字声音广播(DAB)系统的频率捕获算法.该算法采用了基于相邻子载波之间差分检测的频率估计,消除了符号定时误差引起的相移影响,根据频率估计测度的最高值与其左右邻近值关系将粗频率估计分辨率提高到0.5,频率捕获残留的载波频率偏移减少到-0.25～0.25,避免了通常的精频率偏差估计算法在±0.5左右时性能严重恶化的问题.     

基于导频的HDTV地面传输信号OFDM解调同步技术

介绍了基于导频的数字高清晰度电视地面广播系统的COFDM解调同步实现方案。以多载波调制的同步接收理论为基础，重点对COFDM接收方案中的频率偏移、符号定时恢复和采样钟偏移估计进行了原理分析。     

高阶QAM的载波恢复方法研究

文章针对高阶正交幅度调制(QAM)的调制解调系统对载波偏移的敏感性,采用一种基于扫频环路、极性判决算法、直接判决(DD)和导频相结合的载波恢复方法。扫频和极性判决算法的频偏捕获范围大,相位抖动也较大,DD算法捕获范围较小,一般只达到系统符号率的±3%,相位抖动也较小。系统将扫频和极性判决算法联合用于载波频偏的捕获阶段,将DD算法用于频偏的跟踪阶段来纠正捕获阶段的残留频偏,同时加入导频加快了载波环路的同步速度。Matlab仿真结果表明,该算法性能可靠,频偏捕获范围大,可达系统符号率的±10%且捕获时间短,相位抖动小,稳定度高,能够快速准确地恢复载波。     

基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统

文章提出了一种基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统。发射时,将CNN混沌输出作为载波,用每个待发送的数字信息信号对CNN多次迭代运算中某一参数在其混沌区域进行相同的调制,实现了参数扩频调制。接收时,利用CNN混沌的发生规则通过简单的信号处理运算恢复出原来的有用信号。由于不需要进行混沌同步,系统实现更简单。分析和仿真表明,文章提出的CNN混沌参数扩频调制通信系统具有极高的保密性能,并且由于采用了扩频处理,误码率远低于传统的混沌参数调制通信系统。     

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.     

NLMS算法在轨道电路信号解调中的应用

针对目前轨道电路FSK信号解调中传统解调方法解调精度不足的问题,在对自适应滤波理论研究的基础上,提出采用基于NLMS算法的自适应滤波模块,利用传统频谱分析法得出轨道电路FSK信号的载频信息作为自适应滤波模块的期望信号,通过提取其中一个载频分量从而还原调制方波,经过计算后得出调制频率,实现信号的解调。仿真结果证明NLMS算法不仅实现了轨道电路FSK信号高精度的解调,并且解决了传统LMS算法在轨道电路FSK信号解调中收敛速度慢的缺陷,具有良好的抗噪性能。     

信号的幅度调制原理

调制是将要传送的信息装载到某一高频(载波)信号上去的过程。幅度调制是用调制信号去控制载波的振幅,使其随调制信号线性变化,而保持载波的频率不变。在幅度调制中,根据已调信号的频谱分量不同,分为普通调幅(标准调幅AM)、抑制载波的双边带调幅(DSB)、抑制载波的单边带调幅(SSB)等。它们的主要区别是产生的方法和频谱结构不同。普通调幅(AM)的载波不含信息却占用了大部的信号能量,从而造成白白的浪费,抑制载波调幅(DSB、SSB)只发送边带信号,效率明显提高,但是在解调时需要恢复被抑制的载波。     

PSK信号的调制参数估计与识别

针对PSK信号,分析了BPSK信号和QPSK信号的谱相关特性,并通过计算机仿真了这2种信号的谱相关平面图（即循环频率一频率双频三维图）,提出了利用循环谱相关函数的截面图估计BPSK信号和QPSK信号的调制参数（即载频和码元速率）并识别这2种信号的方法．搜索最大峰值可估计信号的载频,计算最大峰值与次大峰值差可估计出信号的码元速率,通过仿真得到载频估计与码元速率估计的归一化均方误差,并根据谱相关特性设置阈值识别出BPSK信号和QPSK信号．该方法在低信噪比下也可达到很好的识别估计效果,适于雷达电子对抗信号识别估计的应用．     

基于FPGA的数字化电力线载波扩频系统的设计

探讨了利用可编程ASIC芯片FPGA实现电力线载波扩频系统的数字调制的新方法 ,介绍了系统的结构、工作原理 ,以及电力线载波扩频系统数字化面临的几个主要问题和解决方法     

基于希尔伯特-黄变换周期平稳类微弱故障信号检测

在希尔伯特黄变换可以将振动信号分解为有限的模式函数的基础上,针对周期平稳类微弱故障信号难以检测到的问题,对信号进行经验模式分解,然后对本征模式函数进行希尔伯特变换;接着通过希尔伯特谱对多频信号中的弱信号和仿真齿轮裂纹弱故障信号分析,得出多频信号中弱信号成分和其时间分布以及调相频率;最后分析滚动轴承损伤弱故障,从希尔伯特谱中可以分析时频和振动量的分布情况,进而提取故障特征,分析出故障;表明希尔伯特谱对周期平稳类微弱故障信号具有一定的分析能力.     

基于DSP的并扩基带信号源设计与实现

并行组合扩频技术(PCSS)是一种新的扩频通信方式,适用于猝发通信、频带受限通信以及军事通信等领域.为了设计一种基于这种扩频方式的基带信号源,从并行组合扩频技术的原理入手,结合伪随机码生成、并扩调制以及载波调制几方面给出了一种并扩基带信号源的设计方案,通过Matlab仿真验证该方案的正确性,并在自主开发的DSP硬件平台上实现该方案.使用该信号源可大大缩短并扩通信系统接收机对基带信号处理的调试周期.     

基于ICA算法的卫星TT&C信号的一种新的盲识别算法

在通信对抗中,由于电磁环境的复杂度及信号调制方式的多样性,使得很难得到原始信号的先验信息,这给通信对抗带来极大的困难。为了解决在通信对抗中的这个难题,我们提出了一种新的盲识别技术。该技术使用独立信号分析（ICA）去盲分离原始的信号,而且随后对每个得到的信号进行分别处理。文中首先介绍了ICA的基本原理。使用差分最大负平均信息量的方法,一个为ICA的目标函数和一个快速ICA算法在文中被提出。在深入分析此快速算法的基础上,本文阐述了一种新的算法并将其应用在卫星TT&C信号的识别中。仿真结果表明：该方法可以不需要原始信号的先验信息的情况下正确的识别出原信号（例如,载波频率,信号带宽和调制方式等）,这为后续的信号分析奠定了基础,比如信号的分析和识别,解调及证明其良好的收敛性和鲁棒性等等。     

基于ICA算法的卫星TT&C信号的一种新的盲识别算法

在现代通信对抗中,由于电磁环境特别复杂及信号调制方式的多样性,要知道所发射信号的先验知识几乎不可能,这给通信对抗带来极大的困难.为了解决在复杂多信号情况下的这个难题,提出了一种新的盲识别技术,该技术使用独立分量分析(ICA)算法来盲识别原始信号且对所得的结果进行下一步的分别处理.首先介绍了ICA的基本原理:它使用差分负平均信息量的最大化逼近.基于此,ICA的一个目标函数和一种快速的ICA算法在本文中被提出.在深入分析该快速ICA算法的基础上,将其应用于卫星TT&C信号的盲识别上.仿真结果表明:在没有任何先验知识(例如:载波频率,信号带宽和调制方式)的情况下,原始的信号可以被很好地分离出来.这为下面步骤的信号处理建立了一定的基础,比如信号分析和识别,解调信号及证明其收敛和鲁棒性等.