非协作mCPM信号调制识别与解调算法研究与实现

提出一种非协作通信中CPM信号调制类型盲识别算法,利用调制指数、符号率和频偏对调制类型进行联合估计. 在此基础上,根据mCPM信号的差分相位,完成了CPM信号的盲解调. 理论分析与实际数据实验表明,新方法具有较高的调制类型正确估计概率,且达到了较好的解调效果.      

全响应CPM信号的一种非相干接收技术

连续相位调制由于其具有恒定包络幅度且对任意的调制信息序列能保持信号的相位连续,从而能够有效的改进信号的频谱特性.因此,在现代通信系统中得到了广泛的应用.本文将介绍一种全响应CPM信号的最大似然块检测接收法,并且还对该方法的性能采用调制指数为2/3的CPFSK信号进行了评估.该方法的最大优点就是简化了接收端的处理.     

Multi-h CPM信号的有限状态时序机表示

为获得多指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号更为简洁的脉冲幅度调制(PAM)分解形式,提出了一种用有限状态时序机表示Multi-h CPM信号的新算法.该算法利用调制指数循环周期变化的特性,通过基本波形分解算法,将Multi-h CPM信号表示为周期时不变的有限状态时序机和周期时不变的PAM调制器的级联结构;然后通过限定输入符号进制数为偶数,将时序机的状态转移过程描述成一个可约的、周期平稳的、非齐次Markov链.文中采用该算法对不同调制指数下的状态转移过程进行算例验证,并给出了算法的最佳接收机模型和仿真结果.与传统的PAM最优检测算法相比,文中算法的检测性能可达到理论值,而网格状态数仅为PAM最优检测算法的一半.     

基于TDMA的级联TCM无线网络接入模型

提出一种新型的基于TDMA的无线网络接入模型.该模型采用嵌入式系统控制,支持多种网络协议,具有灵活的扩展特性,实现远程网络管理与远程软件升级,支持多种编码方案和加密功能.系统使用低功耗的连续相位调制技术（CPM）和复杂度低的复合网格CPM技术,同时采用RS级联TCM的CPM分块编码调制方案,使数据在传输时有纠错编码的保护,且没有扩大频谱带宽.     

带通全响应连续相位调制信号的二阶循环谱

根据全响应连续相位调制信号在不同调制指数下的基带循环谱,由数字调制信号的基带循环谱与带通循环谱的关系式,推导了其相应带通信号循环谱的表达式并进行了详细的分析,得出了不同调制指数下循环频率与载频、峰值频偏以及码元宽度之间的关系式.仿真实验证明这些结论是正确的.     

基于多符号差分相关的CPM非相干解调算法

为了解决连续相位调制(CPM)信号在某些突发传输条件下或信道快速变化情况下的解调难题,该文研究了基于多符号差分相关的非相干维特比(Viterbi)解调算法。从理论上分析了算法在CPM调制解调系统中的应用、性能和可实现性,并以高进制、低调制指数的CPM信号为例,通过数值仿真验证了理论结果。在CPM非相干解调中考虑多符号差分相关,能够将复杂理论向实际应用简化,以最小的性能代价换取系统复杂度的降低和解调速度的提高,易于在各种硬件平台上以软件无线电格式实现,有一定的理论和实用价值。     

连续相位调制技术的分析与应用

探讨了连续相位调制技术,提出了基于CPM技术的应用实例,任何连续相位调制器均可分解为无记忆调制器和连续相位编码器,该技术具有较高的功率和频谱利用率.采用多元码和CPM调制技术相结合实现的串行级联系统,既降低了CPM系统成本,又提高了系统性能,具有较大的实用价值.     

基于多符号差分相关的CPM非相干解调算法

为了解决连续相位调制(CPM)信号在某些突发传输条件下或信道快速变化情况下的解调难题,研究了基于多符号差分相关的非相干维特比(Viterbi)解调算法。从理论上分析算法在CPM调制解调系统中的应用、性能和可实现性,并以高进制、低调制指数的CPM信号为例,通过数值仿真验证了理论结果。在CPM非相干解调中考虑多符号差分相关,能够将复杂理论向实际应用简化,以最小的性能代价换取系统复杂度的降低和解调速度的提高,易于在各种硬件平台上以软件无线电格式实现,有一定的理论和实用价值。     

连续相位调制和Turbo乘积码的串行级联系统设计

针对Turbo乘积码(TPC)与递归连续相位调制(CPM)级联系统(TPC-RCPM)误码性能差的问题,提出了一种由Turbo乘积码、伪随机交织器和非递归CPM组成的串行级联系统.首先将输入数据进行TPC编码,并对编码序列进行随机交织,然后送至非递归CPM调制器,经过非递归连续相位编码后与转换矩阵相乘,经无记忆调制器输出映射波形.与其他TPC-CPM系统相比,该系统的调制参数能够灵活调整,可以充分弱化解调器的错误相关性,改善系统的误码性能.仿真结果表明,与TPC-RCPM系统相比,该系统有效地降低了误码率,对于MSK和4CPM信号,在误比特率为10-2～10-5时可以获得约2.2 dB和2 dB的信噪比增益.     

一种新的CPM信号载波同步算法

针对连续相位调制(CPM)信号载波同步中存在的估计精度低、信噪比适应能力弱以及计算复杂度高等问题,提出了一种基于数据辅助的CPM信号载波同步算法。首先分析建立了预编码CPM调制同步系统的数学模型,并据此推导了信号相位估计值的对数似然函数;然后利用后验概率均值实现对载波同步参数的精确估计,同时对算法的相偏估计精度和频偏估计范围进行了理论分析;最后利用蒙特卡罗仿真实验验证了所提算法的有效性。理论分析和仿真结果表明:新算法对CPM信号载波同步精度高,信噪比适应能力强,且能够适用于大频偏环境,同时在计算量上相比EM算法具有一定优势。     

基于六自由度定位的SAR阵元位置误差校正

为了能够消除采用阶跃调频连续波体制的地面合成孔径雷达(GB-SAR)由于偏离理想航线产生的误差,提出了一种基于六自由度电磁敏感度定位系统测量SAR精确航线的方法,对雷达自身的位置进行定位、校正。使系统定位距离误差小于1 cm,角度误差小于1,°但仍然对成像效果有一定影响。因此,对于由定位系统产生的阵元误差采用对信号导向矢量的绝对相位进行最小二乘线性拟合,进而估计出阵元位置误差的方法,并对其进行校正。仿真的成像结果表明,不需迭代运算即可完成对阵元位置误差的有效校正,具有较低的运算复杂度和较高的估计精度。     

星地链路雨衰信道动态特性的HIL仿真

为进一步研究自适应传输、功率控制和分集等毫米波频段星地链路的抗雨衰措施,提出了一种雨衰信道硬件在环路HIL(Hardware-in-the-loop)仿真系统的原理与实现方案.讨论了U.C.Fiebig等人提出的基于时间序列发生器原理的雨衰信道动态预测模型,设计并实现了基于MATLAB/SIMULINK软件与FPGA硬件相结合的雨衰信道硬件在环路实时仿真器.在此基础上,对不同降雨衰减条件下的MPSK/MQAM自适应调制抗雨衰措施及误码率性能进行了分析和比较,HIL仿真结果与理论上的预测分析是一致的.这种HIL雨衰信道仿真器可以用于检验卫星通信系统抗雨衰措施的有效性.     

基于IEEE802.16e的子载波分配方式分析

针对IEEE802.16e规定的分布式和连续式2种基本的子载波分配方式,以上行链路为例,分析无线移动信道环境下,其接收端信号的功率分布、信号干扰噪声比SINR的累积分布函数曲线CDF(cumulative distribution function)分布,得出了分布式子载波分配功率分布更加集中的特点。同时,通过分析用户逻辑子信道上所采用的调制编码方案MCS(modulation coding scheme)的分布,从另一个角度验证分析结果,进一步给出2种不同分配方式的性能特点和适用情况,对IEEE802.16e的OFDMA无线资源的有效管理和调度具有积极的指导意义和实用价值。     

全长注浆锚杆布设方式对边坡稳定性的影响分析

为了分析锚杆倾角、布设位置和布设形式对边坡稳定性的影响,通过FLAC3D建立数值计算模型,利用双弹簧cable单元建立锚杆系统,计算边坡安全系数以及锚杆的力学响应。表明:(1)锚固边坡存在最优锚固角,其随锚杆长度的增加而逐渐增大;锚杆倾角超过最优锚固角后,边坡的安全系数与锚杆倾角符合线性关系;锚杆轴力沿杆体呈先增大后减小的趋势,最大值出现在杆体中间;(2)随着锚杆布设位置的下移,边坡安全系数呈先增大后减小的趋势,当锚杆布设在坡面中下部时得到的安全系数最大;(3)下排锚杆对安全系数的影响较大;长短相间锚杆破坏了原始滑动面的连续性,改变滑动面形状和位置,引起不同的加固效应。     

反潜作战一体化仿真环境

为满足不同形式反潜作战的仿真,提出建立一体化仿真环境.通过分析反潜作战对一体化仿真环境的需求,提出了一种开放式、可扩展的一体化仿真环境;给出了系统的体系结构、功能组成、仿真流程;讨论了水声信息处理等关键技术,对利用该环境生成反潜作战仿真系统进行了说明.一体化反潜作战仿真环境可扩展性好、通用性强,将为开发可重用性好、置信度高的反潜作战仿真应用提供有力支持.可用于研究反潜作战战法,验证新型武器系统的作战性能,论证各种反潜武器装备的作战需求.     

一种基于小波变换的无线光通信降噪算法

为了改善无线光通信系统中接收系统的性能,提出使用小波变换降噪的方法降低无线光通信系统的电子噪声影响.考虑接收系统的噪声特性,给出了无线光通信链路的降噪模型.比较分析了快速傅里叶变换和小波变换这两种不同的降噪方法对系统信噪比的改善效果.仿真结果表明,当无线光通信系统使用频率为1 GHz的信号时,快速傅里叶变换的方法可以使系统信噪比改善不到1 dB,而使用小波变换的方法则可以使系统的信噪比改善2 dB左右.     

空天飞行器跨大气层再入建模及姿态控制

为满足空天飞行器ASV(aerospace vehicle)再入轨迹优化、姿态控制等问题的需要,研究了ASV再入跨大气层飞行时的数学模型。所建数学模型所涉及的气动力和力矩系数是迎角、马赫数及控制舵面偏角的函数;反作用控制系统RCS(reaction contrlsystem)推进器属于开关型的,控制量可近似为常值开关型的量。考虑ASV在空气稀薄、气动舵面低效或失效且推力系统关机不能提供推力矢量的情况,设计了ASV飞行姿态控制系统,并通过仿真验证了所设计的控制系统在一定条件下的合理性和有效性。     

半刚性基层振动压实时的下承层动力响应分析

为判断半刚性基层振动压实能否造成下承层的早期破坏,对半刚性基层在移动—振动压实荷栽作用下的下承层动态应力响应进行分析.将振动压路机对压实层施加的作用力简化成周期性变化的矩形均布压力,采用移动—振动荷载模型模拟振动压路机在振动压实过程中对压实层施加的作用,并对该振动压实荷载利用APDL语言编制相应的分析程序,实现了在有限元模型上的施加与求解.采用三维有限元瞬态动力分析方法以及ANSYS有限元程序,计算、分析半刚性基层在振动压实作用下的下承层的动态应力响应,建立了一种振动压实荷载作用下的路面结构层动态应力响应分析方法.算例显示,在下基层施工后7d,振动压实上基层时下承层动态拉应力峰值接近下承层的极限抗拉强度,可能会出现产生早期破坏,从而表明在半刚性基层振动压实时进行施工荷载与施工时机控制是必要的. 振动荷载模型模拟振动压路机在振动压实过程中对压实层施加的作用,并对该振动压实荷载利用APDL语言编制相应的分析程序,实现了在有限元模型上的施加与求解.采用三维有限元瞬态动力分析方法以及ANSYS有限元程序,计算、分析半刚性基层在振动压实作用下的下承层的动态应力响应,建立了一种振动压实荷载作用下的路面结构层动态应力响应分 方法.算例显示,在下基层施工后7d,振动压实上基层时下承层动态拉应力峰值接近下承层的极限抗拉强度,可能会出现产生早期破坏,从而表明在半刚性基层振动压实时进行施工荷载与施工时机控制是必要的. 振动荷载模型模拟振动压路机在振动压实过程中对压实层施加的作用,并对该振动压实荷载利用APDL语言编制相应的分析程序,实现了在有限元模型上的     

新型全自动抓斗卸船系统

针对抓斗卸船机司机劳动强度大、安全性低、机械可靠性无法保证等一系列难题,首创性地提出了一套全自动化卸船作业方案。对该方案做出了详细阐述,包括系统运行模式、作业流程和几种策略优化方法,并与传统卸船工艺做了综合详尽的对比分析。该全自动抓斗卸船机在上海港罗泾矿石码头实施后,经过轻重载调试目前已投入正式生产。对装备性能的全面测试结果证明,与传统作业方式相比,该系统作业效率显著提高,人员劳动强度大幅降低,同时为机械运行可靠性和安全性提供了有力保障。     

基于复数格基缩减的V-BLAST系统检测算法及性能分析

为了提高系统性能,从实数格基缩减出发,推广得到了一种通用的复数格基缩减算法,给出了其在V-BLAST系统中的应用。通过与MMSE扩展相结合,分析缩减与扩展的先后顺序,提出了MMSE-Ⅰ和MMSE-Ⅱ两类基于复数格基缩减算法的V-BLAST检测方案。分析和仿真结果表明,检测中采用复数格基缩减算法与实数算法相比,可以大幅降低复杂度而不影响系统性能;基于复数格基缩减的MMSE-Ⅱ逐层干扰抵消检测算法,可以解决格基缩减引起的有效发送符号之间的相关性问题,且性能接近于ML检测。为了进一步降低复杂度,给出了一种性能损失较小的次优排序方案。