基于循环谱特征的楼宇室内频谱感知算法

针对目前楼宇室内环境中,信道多径衰落和噪声不确定性等低信噪比情况下主用户信号检测性能较低的问题,提出了一种基于支持向量机(SVM)的主用户信号频谱感知算法.该算法融合了循环平稳特征检测和SVM算法的特点,对信号循环平稳特征参数进行特征提取,作为训练样本和待测样本,再采用SVM算法分别对有无主用户情况下的信号进行分类检测.仿真实验表明与人工神经网络(ANN)和最大最小特征值法(MME)相比较,所提算法可在低信噪比情况下,有效地实现对主用户信号的感知,具有较好的稳健性.     

一种新的循环谱统计量频谱感知算法

为了提高认知无线电中感知用户对授权用户(主用户)的检测概率,提出一种新的基于循环谱统计量的主用户信号检测算法.该算法利用循环谱离散频域平滑方法,对信号的循环谱在循环频率处建立合理的检测统计量,然后求解得到对应不同虚警概率的判决门限,以使感知用户能检测信噪比更低的授权用户信号.该算法具有检测结构简单,易实现的特点.仿真结果表明,在高斯白噪声信道中,虚警概率为0.1,频域平滑累积次数为255,在信噪比为-16 dB的条件下,与Dandawate-Giannakis(DG)方法相比,本文算法的检测概率提高23%.     

采用导频符号的短波宽带OFDM系统的同步算法

为了研究宽带短波信道上OFDM系统的同步算法,针对短波信道分析了已有同步算法在低信噪比条件下的不足,提出了一种采用PN序列调制导频符号的同步方案.在接收端,接收数据经过FFT后,利用PN序列优异的相关特性,实现了低信噪比条件下的时间和频率同步.仿真结果表明,该算法在恶劣的短波信道上具有良好的性能.     

基于压缩感知的新型宽带频谱协作检测算法

针对认知无线电领域现有的宽带频谱检测技术在低信噪比情况下检测性能不足的问题,提出了一种新型的基于压缩感知的宽带频谱协作感知算法。该算法依据无线通信信号在循环谱域具有独特的稀疏特性,首先从信号相关函数的压缩采样中获取循环谱的观测值,然后利用稀疏自适应同步匹配追踪协作重构算法重构出整个宽带内所有信号的循环谱。仿真结果表明：该宽带检测算法在低信噪比和瑞利衰落信道条件下,具有较好的检测性能。同时,与以往经典的重构算法相比,该算法中提出的稀疏自适应同步匹配追踪协作重构算法在重构精度和算法复杂度等方面都有较大的提高。     

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。     

一种无循环前缀的新型短波MB-OFDM系统

针对短波信道的特点,提出了适合低信噪比应用的一种无循环前缀的多子带OFDM系统.由于短波信道上相邻多径时延差一般达数毫秒,该系统利用快速的载波跳变来避免短波信道上多径信号引起的符号间干扰,同时不需要毫秒级的循环前缀,提高了传输效率.理论分析表明,使用Rake接收机可以使合成信号的幅度大大增加,很好地改善了短波衰落信道下系统的误码率性能.蒙特卡罗仿真结果验证了理论结果,表明这种MB-OFDM系统的性能随多径数的增加而改善.     

减法聚类的多分量线性调频信号检测与参数估计算法

针对Wigner-Hough变换在低信噪比下易产生伪峰,导致在进行检测时阈值选取困难,无法准确对多分量线性调频信号进行检测和参数估计的问题,提出了一种基于减法聚类的平滑伪Wigner-Hough(SPWHT)变换的检测和参数估计算法。首先采用平滑伪Wigner-Hough变换(SPWHT),通过平滑交叉项和噪声来达到抑制干扰的目的,并运用阈值分割的图像处理方法进一步消噪,减少Hough变换后所产生的伪峰;再利用较低门限对Hough变换后的图像进行峰值检测,防止对信号的漏检。最后,对于备选峰值进行减法聚类的二次处理,实现信号参数寻优,去除伪峰影响和时频分辨率下降引起的峰值展宽,完成对多分量信号的准确检测和参数估计。该算法通过聚类避免了阈值设置的困难,解决了低信噪比下多分量线性调频信号的检测与参数估计问题。仿真结果表明了在-10 d B信噪比下该算法仍有较好的检测及估计性能。     

认知无线电中一种基于循环谱的信号功率检测算法

为了提高信号功率的检测精度,在循环谱分析的基础上提出了一种基于循环谱的信号功率检测算法,该算法利用循环谱技术的谱分离特性在噪声中精确提取接收信号功率,并以M PSK信号为例给出了该算法详细的理论分析。计算机模拟仿真结果表明,无论是在高信噪比还是在低信噪比条件下,基于循环谱的接收信号功率检测算法的检测精度相比传统的检测方法均有较大的性能增益。该算法具有很好的应用前景。     

直扩信号检测方法的技术研究

本文对低信噪比直接序列扩频信号的检测提出了两种检测方法,即循环谱检测法和边带相关算法,并通过建立直扩信号的数学模型,给出了每种检测方法的检测原理及检测方式。结果表明该算法比较适合对于低信噪比直接序列扩频信号的检测。     

一种基于Watterson模型的短波信号时延估计算法

基于TDOA的短波信源定位技术相比于传统的基于AOA的短波定位技术具有设备简单、成本较低且架构方便的优点。然而,对短波信号直接进行传统的TDOA估计并不能得到信号的时延信息。以Watterson短波信道模型构造短波信号,在研究对比基本相关与模值相关算法的基础上,提出了基于广义相关熵模值的时延估计算法。仿真实验表明,即使在较低信噪比下,该方法仍然保持着较高的时延估计性能,是一种适用于短波信号的新型时延估计算法。     

直接序列扩频信号的信噪比估计

准确可靠地估计直接序列扩频信号的信噪比,对于辅助完成通信过程中扩频信号的同步捕获及在电子对抗中都具有很重要的意义.针对直接序列扩频信号工作中信噪比较低的特点,提出了一种通过求解接收信号相关矩阵的特征值来估计信号信噪比的方法.分析了在相同数据和随机数据扩频调制条件下接收信号信噪比估计的计算方法,并对于有频差情况下的计算方法进行了说明.计算机仿真结果表明,该方法在低信噪比的条件下具有较强的可靠性.     

基于改进循环谱的直扩信号检测方法研究

基于循环谱理论,根据直扩信号与平稳噪声具有不同的谱相关特性,可对直扩信号进行检测,分析循环谱包络在循环频域——谱频域上的分布,能实现载频及伪码速率的参数估计。在有限时间条件下,为实现更低信噪比情况下的信号检测,提出了集平均的频域平滑循环周期图的改进算法,避免了多维搜索,并对算法进行抗噪声性能及统计特性分析,理论表明具有进一步的抑制噪声水平。通过计算机仿真,说明了此法能在低信噪比情况下实现参数估计,并分别证明了数据长度及平滑点数对实验数据的影响,验证了理论分析的正确性。     

一种直接序列扩频系统的大频偏二次捕获算法

研究多普勒频偏大于码元速率的扩频信号捕获问题和大频偏估计的模糊问题,提出了一种扩频系统的大频偏二次捕获算法,并提出了二次捕获概念.该算法采用时频并行搜索的大频偏估计完成频偏预估计和补偿,将准基带信号的频偏预估解扩值进行预处理后构造相邻频点,并依据该频点对输入信号进行二次捕获消除频偏粗估计的频点模糊,完成大频偏下的正确捕获输出原始数据信息.仿真和实测结果表明,该算法采用时频并行搜索的大频偏预估计、FFT细频偏估计与二次捕获相结合的方法可以有效缩短二次捕获的时间,满足大频偏下载波快速同步要求,提高了低信噪比通信环境下的捕获概率,算法实现简单、灵活,频偏估计精度高.     

多参数可调扩频信号源的设计

给出了一种利用ARMLPC2104，锁相环MC145151，压控振荡器MC1648，CPLD芯片EMPT128和FIFOIDT7205等实现直接序列扩频（DSSS）信号源的设计方案。该信号源能通过载波频率，码率，输出信号幅度，伪码长度及信噪比进行调整来模拟现实环境中的多种信号，为估计DSSS信号参数的算法研究提供数据。     

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.     

一种基于序列最大似然的多进制扩频捕获算法

针对多进制扩频系统的伪码捕获问题,通过分析多进制最小频移键控(MSK)正交扩频调制信号的组成规律,提出一种适合MSK调制系统的快速捕获算法.该方法将似然函数的计算分成两部分,分别用两个匹配滤波器实现,得到的似然函数计算单元实现结构简单,适合现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现.后级的多码元累加结构可提高系统低信噪比下的捕获性能.分析了该算法在MSK调制的多进制正交扩频系统中的捕获性能以及频差、信噪比等因素对检测概率的影响.仿真实验结果和性能推导验证了该方法的可行性.     

一种改进的直扩系统大频偏二次捕获算法

针对卫星通信中低信噪比大频偏信号的精确捕获问题,提出了一种改进的直扩系统二次捕获算法. 算法首先通过基于FFT的码相位并行搜索完成频偏的预估计和补偿,构造一个不含扩频码的准基带信号,然后对此信号采用含有辅助结构的FFT实现频率的精确估计和校正. 仿真结果表明,本文所提算法与传统二次捕获算法相比捕获性能大致相当,资源消耗降低24%,捕获时间减少84%. 给出了不同信噪比和扩频比下关键参数的选取方法,使算法具有较高的实用性.      

新的非合作直扩信号目标的跟踪测角算法

为完成直接序列扩频信号的非合作目标的跟踪测角,提出一种在单通道比幅单脉冲体制下,提取非合作目标方位角误差和俯仰角误差的算法. 该算法对信号进行延时相乘,检测到信号后,估计出伪码速率. 在一倍伪码速率的频率分量上,完成信号的方位角误差和俯仰角误差的提取. 与现有的直扩信号目标的跟踪测角技术相比,该方法可以完成对非合作目标或者合作目标的跟踪,且可以工作于极低信噪比(-20dB)条件下. 仿真结果验证了该算法的有效性.     

一种基于多个循环频率的联合循环谱感知方法

认知无线电是提高频谱利用效率的一种有效途径,快速可靠地检测到主用户和频谱空穴是认知无线电实现的关键和前提.循环平稳检测是认知无线电中进行频谱空穴检测的可靠方法,可以在低信噪比时有效检测出授权用户是否存在.针对单循环检测不能充分利用信号所包含信息的缺点,提出了将Chair-Varshney数据融合准则的思想应用于循环频谱检测的改进算法,使用多个循环频率处的循环谱进行联合检测.仿真分析表明:改进算法充分利用了各单点循环频率上的循环谱信息,在低信噪比时有更好的检测性能.     

基于导频和循环前缀联合的OFDM系统频率同步算法

正交频分复用（OFDM）是一种高效的数据传输技术,具有良好的抗衰落能力,可实现并行传输.但是OFDM对同步误差十分敏感,特别是频率同步误差.传统的基于导频和循环前缀的算法虽对频偏估计很有效,但计算复杂度较高.该文在联合算法的基础上提出了一种改进的频率同步算法.该算法通过简化最大似然函数降低了频偏估计的计算复杂度并提高了估计性能.通过仿真表明,在信噪比较高时,改进的算法频偏估计性能更优于联合算法.