融合调频遥测和伪码测距的寄生调制技术

针对飞行器测控系统将高码率遥测数据和伪码测距信号分流传输的不足,提出一种全新遥外测体制,将测距伪码(pseudo-noise, PN)寄生在调频(frequency modulation, FM)遥测信号中,生成一种融合调频遥测和伪码测距的寄生调制信号,实现高码率遥测数据和测距信号的单流传输。研究FM+PN体制的调制、解调原理,从理论上分析信号频谱及遥外测性能,并通过仿真得到不同参数下的频谱特性、遥测解调误码率和测距精度,给出了调制参数选择建议。仿真结果表明,将FM+PN体制应用到飞行器测控系统中,可将所需带宽降低为现有测控体制的40%,大大提高带宽利用率,而遥测误码率性能损失很小。     

面向日地拉格朗日L2点探测的深空遥测数传系统设计与试验

嫦娥二号卫星首次实现从月球轨道飞向日地拉格朗日L2点开展深空探测试验。受当前星地测控设备天线口径限制,遥测数传系统面临作用距离远、接收信号弱的技术难题,为此开展了地面弱信号捕获、低损失数据解调和高效信道译码等新技术探索与试验验证。试验结果表明,地面遥测数传系统成功实现了1 500 000~1 700 000 km的数据接收解调,并具有实现更远距离深空通信的拓展能力。     

基于高阶瞬态矩迭代的多项式相位干扰抑制

提出了一个基于高阶瞬态矩迭代的多项式相位干扰的抑制技术。针对振幅恒定和多项式相位特征的干扰信号,运用高阶瞬态矩和迭代法精确综合出相应干扰信号;然后在时域将其从接收信号中减去,以有效地抑制宽带非平稳干扰。性能仿真结果表明,该方法不仅提高了干扰参数估计的精度,降低了计算的复杂度,而且提高了系统处理的实时性和有效地抑制了多项式相位干扰,获得比较好的误码率性能改善。     

基于瞬时测频的PCM/FM信号解调方法研究

根据瞬时测频理论，提出了一种新的PCM／FM遥测信号解调方法。首先通过瞬时测频方法，估计信号中的多普勒频移，不但修正了信号中存在的多普勒频偏，而且提高了码同步的精度。然后根据PCM／FM信号相邻码同步点间的对应关系，实现了信号的解调。详细介绍了此种解调方法的基本原理及实现过程，分析了影响瞬时测频精度的因素以及多普勒频率对解调性能的影响，提出了提高瞬时测频精度和解调性能的方法。计算机仿真结果表明，该方法解调性能优越，抗干扰能力强，便于软件编程及DSP器件实现，具有一定的应用价值。     

一种支持CDMA机制的水声扩频通信系统

针对水声无线传感器网络基于CDMA组网的需求,提出了一种支持CDMA机制的水声扩频通信系统UADSSS/CDMA(a Direct Sequence Spread Spectrum based Underwater Acoustic Communication System for CDMA based Networks).系统采用直接序列扩频方式,调制方式为BPSK/OPSK,信道编码采用RA码.为了降低接收机的相位捕获复杂度,发射机采用扩频码相位和载波相位同相的载波调制方式.接收机采用基于带通信号捕获的方法,支持码分多址访问,捕获算法为延迟相关捕获算法;采用先解扩后解调的系统结构,提高系统的通信速率.进行了基于MATLAB的仿真和基于实验系统的验证.仿真和实验结果表明,系统在抑制多径干扰和支持多用户通信方面具有良好的性能,在具有两个用户通信干扰的水池环境下,系统误码率为10-3数量级.     

莱斯衰落信道下的干扰抵消均衡器

将干扰抵消(interference cancellation， IC)技术引入莱斯衰落环境中的单载波传输系统，构成一种具有抑制符号间干扰能力的高效均衡器。通过匹配滤波器(match filter， MF)或均衡器对发送信号初始检测，根据检测结果和信道状态信息构建通过各个路径的信号并从接收信号中抵消，只保留接收信号中的主径分量进行最终的解调译码。解调结果也可以用来重新构建多径信号，从而形成多级IC结构，提高检测性能。在SUI5信道模型下的 Monte Carlo仿真结果表明，多级IC均衡器可以明显地提高初始检测的性能；当检测级数相同时，初始检测采用均衡器可以比MF取得更优的性能。     

基于最大似然估计的PCM-FM信号软件解调方法

利用软件实现信号处理已经成为未来信号处理的发展趋势.针对传统P M-FM信号在低信噪比下难以实现有效解调的问题,结合PCM-FM信号前后符号之间存在相位记忆性的特征,提出了基于最大似然估计的软件解调方法.描述了最大似然估计模型的建立和维特比搜索路径的实现;同时结合软件中数据块式的传输模式和维特比路径搜索的特点,研究了一种基于数据冗余的软件解调实现方式,充分利用了计算机系统并行处理性能,提高了算法的运行效率;并以算法误码率为指标,比较了软件似然估计算法与传统鉴频解调的性能,结果表明在误码率10-2处时算法能够得到约3dB的解调增益.     

等待接收遥测系统中接收信号变化规律研究

针对再入遥测信道的双径模型和三波束等待接收系统,利用天线的增益图函数,导出了弹头出黑障后接收信号功率的数学表示。并基于遥测信号合理化接收,导出天线覆盖范围的数值计算方法。仿真计算表明,天线覆盖范围调整后,不但接收信号功率分配更加合理,而且多径干扰更小;接收站距弹头落点越远以及天线波束越宽,多径干扰越严重。     

导航星座星间链路信号自适应捕获方法

针对导航星座星间链路信号动态特性和工作特点,提出了一种基于星历辅助的自适应捕获方法。该方法利用导航卫星自有的导航电文对接收信号到达时延、多普勒频移和信噪比进行估计,根据估计结果自适应调整信号捕获的搜索范围、非相干累加次数和判决门限,以减少捕获时间、提高捕获性能。给出了自适应捕获的设计思路和流程,并结合全球定位系统真实轨道数据进行了仿真。仿真结果进一步证明了所提方法的有效性。     

一种基于天线阵列的相干多径信号接收方法

在密集的城区环境下,多径传播导致接收信号的角度扩展和时延扩展,不同路径的到达信号通常具有不同的入射角度和传播时延.传统的波束形成器只针对期望用户的一条主要路径信号进行处理,而其他路径信号作为干扰被抑制.提出了一种基于天线阵列的相干多径信号接收方法,将天线阵列接收到的各路径信号进行延迟相干合并,使得合并信号的信干噪比优于任何单一路径接收的阵列输出信干噪比,从而极大地改善了系统的比特误码率(BER)性能.仿真结果验证了这种接收的方法的有效性.     

基于分数采样的直扩信号滑动相关盲同步方法

详细分析了DS-SS信号在相关域的特征、性能,充分利用DS-SS信号扩频伪码的尖锐自相关特性和噪声的互相关特性,在已知PN码周期的前提下,提取一PN码周期DS-SS/BPSK信号作为已知PN码,采用分数采样构造滑动相关曲线,检测相关峰的位置实现DS-SS/BPSK信号盲同步,并对该算法的同步精度以及其适应的输入信噪比进行了分析。理论分析和仿真实验证明,盲同步精度与信噪比,伪码长度周期,分数采样系数,以及相关数据段密切相关。在一定的计算复杂性条件下,该方法可有效实现负信噪比(SNR<-17dB)DS-SS/BPSK信号盲粗同步,为快速进行精确同步奠定了基础。     

面向中频的短码直扩信号数字盲解扩算法

针对直接序列扩频(direct sequence spread spectrum, DSSS)信号盲解扩问题,现有的方法大多基于矩阵分解理论,抽取主特征向量进行解调进而恢复伪码波形。非合作接收条件下,由于伪码波形未知且信噪比极低,载波频率、相位信息往往难以精确估计。考虑非合作接收条件,伪码未同步且含有随机载波频偏,现有方法常对两倍长度的复基带分段相关矩阵进行分解,带来了极大的计算资源消耗,并且存在性能退化等问题。本文提出了一种面向中频的短码DSSS信号数字盲解扩算法,分析了载波残余对伪码波形同步的影响,并通过中频实矩阵分解重构了伪码波形,最后针对含任意载波残余的DSSS二进制相移键控(DSSS-binary phase shifted keying, DSSS-BPSK)信号,设计了完整的从波形到比特的低复杂度盲解调解扩流程。仿真结果表明,所提算法拥有更好的误码率性能以及良好的载波参数鲁棒性。     

面向中频的短码直扩信号数字盲解扩算法

针对直接序列扩频(direct sequence spread spectrum, DSSS)信号盲解扩问题,现有的方法大多基于矩阵分解理论,抽取主特征向量进行解调进而恢复伪码波形。非合作接收条件下,由于伪码波形未知且信噪比极低,载波频率、相位信息往往难以精确估计。考虑非合作接收条件,伪码未同步且含有随机载波频偏,现有方法常对两倍长度的复基带分段相关矩阵进行分解,带来了极大的计算资源消耗,并且存在性能退化等问题。本文提出了一种面向中频的短码DSSS信号数字盲解扩算法,分析了载波残余对伪码波形同步的影响,并通过中频实矩阵分解重构了伪码波形,最后针对含任意载波残余的DSSS二进制相移键控(DSSS-binary phase shifted keying, DSSS-BPSK)信号,设计了完整的从波形到比特的低复杂度盲解调解扩流程。仿真结果表明,所提算法拥有更好的误码率性能以及良好的载波参数鲁棒性。     

Research of a newer spread-spectrum CDM telemetry communication system

In order to reduce the multiplexing interference and enhance the information data transmission efficiency of the common spread-spectrum telemetry communication system, based on the m-sequence' s parallel move equivalent sequence, one type of spread-spectrum CDM(code division multiplexing) telemetry communication system is issued. The method of anti-multiplexing interference of the system is given, i.e. through using the parallel move equivalent sequence to modulate the antipodal signal of each path's data, then transmitted with the same channel. Data transmission rate,the error probability and multiplexing interference of the proposed system are analyzed. Mathematic analysis provesthat the system not only holds all the merits which are inherent in common spread-spectrum telemetry communication system,but also has better transmission efficiency. Simulation result validated the proved conclusion.     

一种认知超宽带无线通信系统的设计与实现

从改善UWB通信系统与常规无线电系统电磁兼容性角度出发,研究一种认知M元扩频UWB通信方案. 与DS-UWB不同,依据所提方案,发送信号中M个近似正交的PN码随机出现,传输波形不存在循环周期性,信号频谱非常平滑,基本没有谐波状谱线,功率谱更类似于白噪声,隐蔽性更好,抗噪声性能更强,归一化误码特性随M的增大而改善,直至逼近香农限. 为防止带内常规无线电信号恶化系统性能,在接收机前端设计了频谱感知与干扰避免算法,理论分析与仿真实验表明所提算法可有效对抗窄带干扰对系统带来的影响,大幅提高系统性能. 该技术方案,在极低性噪比条件下的应急通信与隐蔽通信等领域有重要推广应用价值.     

微弱核四极矩共振信号参数估计新方法

核四极矩共振(nuclear quadrupole resonance, NQR)是一种固态射频谱分析技术,可用于检测高危险爆炸物。然而,核四极矩共振信号本身非常弱,并且易受线圈热噪声和射频干扰的影响,精确估计NQR信号参数成为难题。提出基于改进的快速最大似然估计的残余信号迭代分解算法估计NQR信号参数,该算法将多维搜索问题转化为多个一维搜索,在降低计算复杂度的同时提高了参数估计精度,有效地解决了干扰信号对NQR信号的遮蔽问题。仿真和实测数据的结果证明了该算法的有效性。     

无线多媒体直扩分集系统在衰落信道下的性能研究

针对移动通信系统传输高速率,多媒体业务的需求,提出直扩系统用RAKE接收机的多速率可变处理增益系统,该系统对不同的业务采用同一扩频码,因而,不同速率的业务有不同的扩频增益。通过对多址干扰,多径干扰,和白噪声干扰的高斯近似,得出了各种业务在不同发射概率的情况下,可变处理增益系统在Nakagami信道下的信噪比及误码率的计算公式。最后,给出了两种业务,3种业务可变处理增益系统数值计算结果。研究表明,随着传输数据速率的提高,由于扩频增益的下降将导致系统性能的降低,RAKE接收机却能使系统的性能大大地提高。     

Study on Cell Error Rate of a Satellite ATM System Based on CDMA

Abstract: In this paper, the cell error rete (CER) of a CDMA-based satellite ATM system is analyzed. Two fadingmodels, i. e. the partial fading model and the total fading model are presented according to multi-path propagation fadingand shadow effect. Based on the total shadow model, the relation of CER vs. the number of subscribers at variouselevations under 2D-RAKE receiving and non-diversity receiving is got. The impact on cell error rate with pseudo noise(PN) code length is also considered. The result that the maximum likelihood combination of multi-path signal would notimprove the system performance when multiple access interference (MAI) is small, on the contrary the performance maybe even worse is abtained.