快速高精度BPSK信号载波相位同步算法

提出了一种离散Fourier变换(DFT)和数字锁相环(DPLL)联合的二相相移键控(BPSK)信号载波相位同步算法.该算法采用平方运算和DFT对BPSK信号进行频率粗估计,通过设计数字锁相环快捕带宽,保证频率粗估计作初始频点的数字锁相环直接工作在快捕状态.数字锁相环经过约1个频率周期锁定,提供满足解调性能的精确同步载波信号.仿真表明,算法满足快速高精度载波同步要求,且避免了传统的锁频和锁相环联合算法锁定时间过长的问题.采用全数字结构,算法易于数字信号处理器(DSP)等数字芯片实现.     

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．     

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。     

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.     

一种空时分组码的迭代盲解码和频偏估计

针对收发两端存在载频偏移时 ,频率选择性信道下 3发 1收空时分组码的解码问题 ,提出了一种不需预知信道信息即可完成解码和载频偏移估计的迭代算法 .该算法利用子空间方法对信道进行盲均衡 ,然后利用空时分组码的编码结构和信号的有限码集特性 ,迭代地估计出各发射天线同接收端之间的载频偏移并完成解码 ,同时利用空时分组码的正交结构 ,将三维寻优问题转化为 3个一维寻优问题 ,从而降低了迭代算法的复杂度 .与原有的直接盲解码算法相比 ,该算法的信噪比性能提高了 3～ 5dB .     

一种新型的正交频分复用载波频偏相偏联合估计算法

正交频分复用（OFDM）对载波频率偏差很敏感，因此要求精确地估计载频偏差，本文提出一种载波频偏，相偏联合估计新算法。结合相于判决反馈算法对频偏，相偏同时进行估计，仿真结果表明，对于128个子载波正交移相键控（QPSK）调制的OFDM系统，在多径衰落信道中，信噪比为15dB，频偏小于0．12，相偏小于0．05π时，新算法能精确估计出频偏和相偏的变化。     

基于有限样本信息准则的非协作盲信噪比估计算法

针对小样本条件下的盲信噪比估计误差较大问题,结合信号子空间分解方法,提出一种基于有限样本信息准则( finite sample information criterion,FSIC)的盲信噪比估计算法,并推导出基于FSIC盲信噪比估计算法的最大似然形式.在小样本情况下,FSIC的引入克服了传统信息论方法产生的过拟合和欠拟合问题,降低计算复杂度.在不需要已知信号调制方式、载波频率、波特率等先验知识的前提下,能够在加性高斯白噪声信道(AWGN)和多径信道(Rayleigh)下对常用调制信号进行有效的信噪比估计.在信噪比-25 dB～25 dB范围内,其平均估计误差小于1 dB,表明该算法可有效应用于小样本盲信噪比估计.     

L,S波段宽频带、低相噪混频锁相频率合成器

分析了宽频带、低相噪锁相频率合成器的设计方法,并给出宽频带、低相噪频率合成器的设计方案.采用分段混频分频PLL频率合成器,实现了基于大规模锁相集成芯片Q3236的宽带锁相频率合成器.其输出频率为1 000～2 160 MHz,频率步进20 MHz,相位噪声优于-98 dB/Hz(偏离载频1 kHz处),杂散抑制优于60 dB,输出功率Pm＞8 dB.测试结果表明,该设计有效地扩展了信号带宽,达到了极低的相位噪声.     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

基于小波变换的MDPSK信号盲解调算法

在M进制差分相移键控(M-ary differential phase-shift keying,MDPSK)信号解调中,非合作信号的载频估计误差或者高动态环境引起的Doppler频移都会使得解调性能恶化,甚至无法解调。针对这个问题提出了一种盲解调算法,该算法基于MDPSK信号相位跳变点频谱分布与相位跳变量之间的对应关系,利用小波变换的滤波特性提取MDPSK的频谱分布特征来完成信号解调。该算法不需要载波恢复,并且对载频估计误差也不敏感。仿真结果表明:当BDPSK信号Es/n0为5 dB时,QDPSK信号Es/n0为10 dB时,盲解调性能比理论值恶化约为2 dB;并且当载频估计相对误差小于15%时,解调性能无明显下降。     

OFDM信号过采样率盲估计的新方法

针对低信噪比多径信道下过采样率估计性能低的问题,根据正交频分复用( OFDM)基带采样信号的频谱特性,提出了基于采样信号频谱逼近的过采样率盲估计方法.该方法首先利用改进的移动协方差方法估计信号的载波频率,采用修正的周期图平均法估计信号的功率谱;然后通过选择最佳的滚降系数,设计一个最佳余弦滚降滤波器,使余弦滚降滤波器的截止频率逼近信号的截止频率;最后根据过采样信号的频谱特性原理估计出接收信号的过采样率,实现了不同类型OFDM信号的过采样率的盲估计.仿真结果表明,在信噪比为-2 dB,多径信道条件下OFDM信号的过采样率估计的均方误差不超过0.2.可见该方法无需任何先验知识,在低信噪比多径信道下具有良好的估计性能.     

时频分布的BPSK瞬时带宽及编码识别

针对二相编码信号存在180°相位跳变的现象,且传统定义的瞬时带宽不能反应二相编码信号的频域属性,将二相编码信号瞬时带宽定义为时频分布的二阶条件中心距,并推导出了瞬时带宽的表达式,得到了二相编码信号瞬时带宽在相位跳变点存在突变峰值,导致实际侦收时二相编码信号产生包络缺口现象。利用包络缺口,运用门限检测可以实现二相编码信号编码方式的识别,并且分析了信号相关参数变化对包络缺口深度的影响,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

在多速率BPSK／DBPSK软件解调中多普勒频偏矫正的一种方法

介绍了用于多速率BPSK/DBPSK软件化解调中的一种多普勒频偏矫正方法。该方法综合利用频率扫描和AFC环及PLL等频偏矫正方法,能有效估计和矫正达几十倍甚至几百倍码速的频偏,并能兼顾不同的码速和BPSK,DBPSK两种不同的调制方式,从而解决了在多速率BPSK/DBPSK信号软件化整体解调过程中多普勒频偏的矫正问题,将该方法用于多速率BPSK/DBPSK信号软件化整体解调的计算机仿真实验,收到了良好的效果。     

基于Simulink的GMSK跳频通信系统设计

为了寻找最佳跳频调制方式,通过分析各种调制方式下不同信噪比对误码率的影响和不同BT值对GM-SK(Gauss filtered Minimum Shift frequency Keying)调制系统误码率的影响,说明GMSK调制方式的合理性和必要性。经仿真得出,在低信噪比-4 dB条件下,系统选用GMSK方式可获得0.03%的误码率,优于2FSK(2-ary Frequency Shift Keying)(3.33%),略差于BPSK(Binary Phase Shift Keying)(0.017%)和MSK(MinimumShift frequency Keying)(0.02%);同时频带利用方面GMSK为最优。利用Matlab中的Simulink通信工具箱模拟仿真GMSK跳频信号的调制与解调过程,设计出一种GMSK跳频通信系统。测试结果表明,该系统可在没有差错控制的条件下得到误码率为0.5%的通信效果,解决了由于器件和传输信道影响产生的衰耗和偏差补     

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.     

卫星移动通信多普勒频移补偿研究

针对卫星通信系统中,多普勒频移过大对通信过程造成严重影响的问题。在传统多普勒频移补偿思想的基础上,通过分析信号传输过程中影响多普勒频移估计值的因素。提出了一种改进的多普勒频移补偿方案。该方案通过使用最大似然估计法对用户链路上的收发信号进行多普勒频移估计。并使用该方案对Iridium系统,GEO（geostationary earth orbit）系统的反向通信链路上的多普勒频移进行计算,得出频率补偿误差。仿真结果表明,当统计点数N=3500,信噪比SNR=8 dB时,经改进后,频率补偿方案在Iridium系统与GEO系统中的频率估计误差与传统频率补偿方案中的频率估计误差相比较,分别降低了50%与42%。因此,改进后的频率补偿方案与传统频率补偿方案相比,多普勒频率估计精度更高,更有利于卫星信号的精确跟踪和解调。