一种脉冲信号载波频率同步环及FPGA实现

针对脉冲信号载波频率的同步问题,提出一种快速高精度的数字锁频环路.该环路采用改进的相位差分频率估计算法进行快速载波频率粗估计,其信噪比阈值低于Kay法,在信噪比偏低时也能达到Cramer-Rao界.应用数字下变频技术和Kay算法实现载波频率的精确估计.设计实例的仿真结果表明了该环路的有效性,环路可在短时间内完成高精度的载波频率同步.     

应用自适应时频分布的瞬时频率估计

估计信号的瞬时频率常用解析信号的相位差分或Cohen类时频分布的时间一阶条件矩 ,但这些方法在信噪比较低时存在较大的方差。提出了一种新的瞬时频率估计方法 ,它把被分析的信号自适应地扩展到一组有限的 ,具有较好的时频局部化特征的基函数集上 ,用相应的自适应时频分布的谱峰检测来估计信号瞬时频率。仿真结果表明 ,该方法具有较好的抗噪声能力 ,且能够灵活地应用于估计多分量信号的瞬时频率 ,可以取得比其它方法更好的效果。     

直接扩频序列信号的参数估计

在频谱监测、电子侦听等非协作通信中,接收机要对直接扩频序列信号进行侦收,必须要首先估计信号的参数,包括波特率、码片速率和载波频率等。由于噪声功率电平远高于接收到的信号功率电平,常规的基于能量和谱的参数估计方法在此并不适用。针对这些问题提出了一种估计算法,该算法首先对接收信号的自相关函数进行累积以消除噪声的影响,然后在此基础上估计信号的波特率、码片速率和载波频率。所有这些算法都不需要知道DSSS信号的具体调制类型。计算机仿真结果表明了这些算法的有效性。     

低信噪比突发信号载波频偏估计算法

快速准确的载波频偏估计在突发信号的相干解调中发挥着至关重要的作用。目前的载波频偏估计算法很难同时兼顾估计精度、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)门限以及估计范围等指标。针对这一问题,提出了一种数据辅助的基于接收信号自相关序列离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)的载波频偏估计算法。该算法通过对接收信号的自相关进行加窗处理,借助离散傅里叶变换来实现频率估计。仿真结果表明,与经典的M&M算法相比,该算法具有更低的信噪比工作门限,在低信噪比情况下具有更低的差错概率和更宽的估计范围,非常适合低信噪比突发信号的载波频偏估计。     

基于受激布里渊散射的高精度多微波频率测量

为实现高精度大范围多微波频率测量, 利用双平行马赫曾德尔调制器(dual parallel Mach-Zehnder modulators, DPMZM)分别对未知信号和扫描信号进行抑制载波单边带调制, 并分别作为信号光和泵浦光输入到色散位移单模光纤中, 当两者满足一定的频率关系时, 信号光会得到放大, 通过测量输出光功率值即可估计出待测信号的频率值。该方案利用双阶段受激布里渊散射结构降低了受激布里渊散射增益线宽。另外, 通过设置DPMZM的调制参数, 即可利用低频段的扫描信号实现高频段的频率测量, 降低了方案的实现复杂度。为进一步提高算法精度, 利用测量的光功率值建立幅度比较函数, 通过计算可得频率测量误差, 通过误差修正可提升方案的测频精度。最后, 通过实验仿真证实了方案的有效性, 测量误差为±3 MHz。     

基于FFT相位差的载波估计算法仿真与改进

由于栅栏效应,直接用FFT估计频率和相位仅能获得非常粗的精度。精确的估计需要在FFT谱线基础上做进一步的插值等运算。文献[1,2]提出了基于FFT相位差的载波频率和相位估计算法,利用两段FFT谱线间的相位差消除了栅栏效应的影响,获得了精确的估计。但经过仿真,该文献提出的方法估计性能依赖于所估计信号的频率,在某些频率点能获得很好的估计性能,但在少数频率点附近性能恶化严重。对该问题进行了理论分析,找出性能恶化的原因所在并提出了改进办法,克服了原文献算法的缺点。仿真表明,在整个频率动态范围内,改进后算法都非常稳定,具有很好的估计性能。同时改进后算法同样运算简单,便于实现。     

一种新的正弦信号频率估计方法

将二阶陷波器进行级联,构造一个具有多个陷波频率的自适应陷波器,实现对多个信号频率的估计。各个二阶陷波器的参数采用LMP(least mean power)算法同时进行优化,并利用该参数得到信号的频率。仿真结果表明,该方法在不同信噪比下对于稳定的单频、多频信号和频率变化信号具有较好的估计结果;噪声干扰在一定程度上影响频率的估计精度和估计速度。     

基于方向性S变换的多分量FM信号瞬时频率估计

针对复杂多分量调频信号的瞬时频率估计问题,提出一种基于方向性S变换的瞬时频率估计方法。首先,在S变换中引入变趋势窗,有效改善了高频区的频率分辨率;其次,提出了方向性S变换,该变换在引入方向性参数的基础上,利用最大化准则实现了复杂调频信号的时频方向匹配;最后,由于传统时频脊线及相应的均方根误差准则无法适用于多分量信号瞬时频率估计的性能评估,提出一种基于支撑域的置信度准则。仿真实验通过线性与非线性的多分量混合调频信号证明了该方法的有效性。     

TDDM-BOC信号副载波类型识别及参数盲估计

针对低信噪比下二进制偏移载波时分数据调制(time division data modulation-binary offset carrier,TDDM-BOC)信号的副载波类型盲识别及参数盲估计问题,提出了一种改进的基于循环谱包络的方法。该方法首先建立副载波分别为正弦和余弦时的TDDM-BOC信号模型,然后推导其对应的循环谱包络,最后通过在循环频率域的一维搜索即可完成副载波的类型识别以及伪码速率和副载波速率的盲估计。仿真分析表明,对于TDDM-BOC(10,5)信号,该方法能在低信噪比下对副载波类型进行有效识别并且实现伪码速率、副载波速率的有效估计。     

基于Watterson模型短波信道仿真算法

针对短波信道不可逆性、多径以及衰落等特点,提出了一种纯软件的短波信道仿真算法。该算法以Watterson模型为基础,具有简单易行、可移植性强、全数字化等特点,并可实时嵌入到调制解调器中,使该调解器兼有信道模拟器的功能,具有很重要的实际意义。仿真和数字信号处理器的实现验证了该算法的有效性。     

OFDM信号峰平功率比的一种简单的分布边界

假设基带OFDM信号为一带限复高斯过程,研究了带限OFDM信号峰平功率比(PAPR)的分布。基于越幅率理论提出了带限OFDM信号PAPR分布的一种简单闭合形式的上边界。针对一个16QAM-OFDM系统,对不同子载波数的PAPR分布进行了蒙特卡罗仿真,以验证所提出的上边界的紧密性。仿真表明,当子载波数大于64时,该上边界是紧密的。     

基于频偏补偿的TDS-OFDM系统同步方法

针对TDS-OFDM系统中载波频偏对基于PN序列自相关同步算法的影响,提出采用双滑动窗互相关的时间标尺函数来进行符号同步,利用该函数可以得到很好的相关峰值且不受频率偏移的影响。载波频偏由多径信道下各主要能量径的相关峰值估计得到,该估计算法可以得到较为准确的估计值和较大的估计范围。在典型的城市信道条件下对算法进行了仿真,结果表明：在较大的频偏条件下,本文方法得到了准确的符号同步和较好的频偏估计。     

毫米波雷达导引头频域仿形技术研究

针对强海杂波环境下,在时域上难以实现弱小目标的高分辨问题,提出频域仿形技术实现频域高分辨,获得目标的一维高分辨像.首先研究了频域仿形的条件,重点分析了雷达导引头仿形能力与弹目相对距离、弹目相对速度、迎头角及航向角的关系,并给出仿真结果.然后分析了加速度对频谱展宽的影响,提出了加速度通道补偿算法.最后给出了补偿精度要求.     

快衰落多径信道中一种简单的STF-OFDM传输方案

提出了一种基于空间时间频率(STF)编码的正交频分多路复用(OFDM)发射分集方案,这种传输方案可用于频率选择性快衰落信道。这种STF-OFDM传输方案具有时间分集增益,利用时域的DFT正交变换可以改进传统的SF-OFDM的性能。同时,这种传输方案在输出端采用对角化空频解码器,使得这种STF-OFDM对信道的时延扩展具有较高的稳健性。此外,所提出的STF-OFDM是一种简单有效的传输方案,其编码和解码的复杂度很低。     

基于CORDIC算法的DDS在铷原子频标中的实践

在铷原子频标中,需要产生带有小数频率的微波信号,DDS(direct digital synthesis)逐渐成为实现该频率的最佳手段。首先DDS不仅能够产生小数频率,另一方面,DDS同时提供了一种频率微调手段,具有较细的频率分辨率。本文在介绍铷原子频标基本原理的基础上,提出并且实现了一种基于CORDIC(coordinated rotationdigital computer)算法的DDS。最后给出实现DDS的实例与实验结果。     

New cooperative frequency domain differential modulation and demodulation

An innovative method of cooperative frequency domain differential modulation and demodulation is presented.This method applies the prior knowledge of channel propagation to selecting the variable differential length and carrying out frequency domain modulation.This strategy optimizes the design of system parameters to effectively improve the anti-interference ability of the differential system in time-varied multipath channel circumstance without making the execution more complicating.The simulations and comparisons demonstrate the proposed method is effective,and the results show that it is especially suitable for the fading channel with strong propagation and fast time-variation.     

基于自适应网格的跳频信号参数估计

分析了现有跳频信号稀疏重构算法的基不匹配问题,导致离散字典的稀疏表示能力变差,严重影响稀疏重构算法的性能。针对这种情形,提出了基于自适应网格的变分贝叶斯稀疏重构算法。该方法通过对字典不断地加权聚类和缩放处理,实现字典的自我更新,使得参数网格更加精细化。仿真结果表明,该方法具有良好的抗噪性能和交叉项抑制能力,同时缓解了稀疏重构算法的基不匹配情形,时频聚焦性进一步提高,能够在较低信噪比条件下,获取较高时频分辨率的时频矩阵,可以更精确地完成后续跳时刻检测、跳周期及跳频率等参数估计。     

基于频控阵的多普勒波束锐化高度表设计

多普勒波束锐化(Doppler beam sharpening, DBS)是飞行器实施地形跟随或地形回避的重要技术。针对飞行器高度表在DBS工作模式的射频隐身需求, 利用频率分集阵列(frequency diversity array, FDA)研究了基于射频隐身的DBS高度表。首先通过研究FDA的辐射方向图特性, 分析了FDA的频率增量依赖特性及其距离周期性对DBS模式的影响。以此为基础, 给出了对于DBS高度表的约束条件, 包括了FDA阵元间频率增量、脉冲重复频率、脉宽等, 同时建立了FDA-DBS高度表的射频隐身模型。仿真表明, 相对于相控阵和多输入多输出等阵列, 基于FDA的DBS高度表具有优秀的射频隐身性能。     

一种高频谱纯度合成信号源实现方案

针对利用低相位噪声、细分辨、高频谱纯度信号产生的精密测量、信号分析等应用场合,提出了一种应用直接数字频率合成和多个锁相环相结合的高频谱纯度合成信号源实现方案。该方案利用直接数字合成、小数分频锁相、高速数字鉴频鉴相、低噪声环路滤波等频率合成技术来降低相位噪声、杂散和提高分辨力,使合成信号源整机的各项技术指标均有较大提高。给出了实现方案的原理图和试验结果,通过硬件验证了该方法的有效性。