混叠通信信号的盲分离处理

同频混叠信号的处理一直是通信信号处理中的难点,常规的信号处理方法难以对其进行有效分析。本文运用最新的盲源分离理论,实现了混叠通信信号的盲分离。仿真结果表明,本文采用的算法分离效果好,运算速度快,可移植性强,基本实现了对混叠通信信号的实时盲分离。     

双星时差频差定位体制在频域混叠电磁环境下的应用

现代战场电磁环境复杂,不同类型电磁信号在时频域碰撞混叠,现有常规侦察手段对此类信号的定位应用受到严重制约。双星时差频差定位体制通过互模糊函数求解信号到达时差和频差,分离频域混叠信号并获得高达公里量级的定位精度,非常适合于复杂电磁环境下的应用。通过求解模糊函数的方法分析了时差频差体制对频域混叠信号的分离和定位能力,然后结合美航母编队及其电磁环境构成,探讨了这一能力在监视航母编队,尤其是跟踪识别编队个体成员的具体应用。仿真与分析结果证明了双星时差频差定位体制的优势,对于天基侦察系统的建设具有重要意义。     

浅析相噪混叠对调频步进雷达信号的影响

结合频率稳定度理论,文章基于调频步进雷达系统的信号模型,分析得出频率源相位噪声在信号图像处理过程中发生混叠的结论．并讨论其对雷达信号性能的影响。     

基于过采样的混合滤波器组性能优化

模拟误差是制约混合滤波器组信号重构精度的主要原因,如何降低由模拟误差导致 的分解滤波器组系数误差成为了首要问题。引入过采样技术,研究在不同过采样率下8通道 混合滤波器组的性能,寻找到过采样率最优值约等于7%。在不同模拟误差下对基于过采样的 混合滤波器组的性能进行仿真,结果表明,原型结构和双阶型结构的混叠值相近,但后者对 模拟误差的敏感度比前者大。信号重构阶段,在最小二乘法的基础上采用频带加权法进行误 差校准。在1%模拟误差内,采用7%过采样率的原型混合滤波器组相比无过采样,平均混叠值 下降了约50 dB,最大混叠值下降了约94 dB。仿真验证了引入过采样的有效性。     

基于聚类分析的分数阶Fourier变换信号分离与检测

针对应用分数阶Fourier变换检测多分量信号计算量大、效率低的问题,提出在分数 阶Fourier域采取混沌-多步拟牛顿法和聚类分析相结合的方法分离与检测信号。在保证全局 快速搜索最强信号的条件下,实现一次检测多个较强信号,并将已检信号逐次消去,减小对 剩余信号检测的影响。仿真结果表明,该方法能快速分离检测多种调制的频谱混叠信号。     

一种改进的星载AIS信号非相干解调算法

针对星载船舶自动识别系统(AIS)无法避免的信号混叠问题,研究了AIS系统中应用最广泛的1比特差分和2比特差分解调,提出了一种1、2、3比特联合差分反馈的AIS信号非相干解调算法。该算法基于贝叶斯线性模型建立了最大似然估计的1、2、3比特联合差分解调结构,验证了在加性高斯信道中该算法比传统非相干解调算法有更好的抗信号混叠能力。仿真实验表明：该算法的解调误码率与1、2比特联合差分及2、3比特联合差分相比,当误码率（BER）等于10-2时,在加性高斯信道(AWGN)下具有1.5 dB的性能优势,同道干扰信道(CCI)下具有1～2 dB的性能优势。     

大频偏卫星扩频信号的基带处理算法的FPGA实现

多普勒频偏一直是卫星通信中不可忽视的消极因素。针对多路混叠的卫星扩频信号下变频以后所产生的大多普勒频偏,在匹配滤波结构中采取改进的部分相关算法,在基于并行导频的信道估计中根据信道状况改变估计长度,实现了大频偏下卫星扩频信号的基带处理。     

语义分割网络下的混合信号频谱分离

单通道接收机下，多个时频混合信号的分离属于非稀疏欠定信号分离问题，难以求解。针对这类非稀疏欠定信号分离问题，提出了一种基于语义分割网络、从频域实现多个指定类别信号分离的新方法。利用语义分割网络提取信号的频域分布特征，克服了单通道接收机下信号先验信息过少的问题。仿真表明，该方法具有较高的分离精度，且响应时间短，可用于单通道接收机中时频混叠信号的分离。     

采用小波进行频带分割的脉冲压缩方法

针对因频带分割滤波器的不理想产生的频谱混叠、幅度以及相位失真导致子带脉压误差较大的问题,提出了一种采用小波设计的正交镜像滤波器组进行频带分割的子带脉压方法。借助小波及多分辨分析理论,利用最优频域准则设计频带分割滤波器组,消除或减小混叠失真、幅度及相位失真后,对信号进行频域分解,实现子带脉冲压缩。仿真结果表明,和传统的子带脉压方法相比,所提的脉压方法在主副瓣比方面提高了约12 dB,最大脉压误差减小了约7 dB,验证了该算法的正确性和有效性。     

一种基于频移滤波器的混合信号盲恢复算法

针对单天线接收的频谱混叠的混合信号盲恢复问题,在频移滤波器结 构上,提出了一种基于相关函数误差准则的自适应频移滤波信号盲恢复算法。该算法利用滤 波 器输出信号和参考信号以及混合信号与参考信号之间的相关函数误差来调整自适应滤波器输 出权值。分析了该算法的稳态性能。仿真结果表明：在信噪比大于-5 dB的条 件下, 该算法对混合信号分量的恢复相似度达80%以上,并且该算法仅需已知混合信号分量的循环 频率,无需其它先验信息,具有计算量小、敛速度快的优点。     

TD-LTE多带宽数字下变频设计与FPGA实现

分时长期演进(TD-LTE)系统为了满足各种环境的需要,支持6种不同的带宽和基带速率。为了满足TD-LTE系统多带宽和多速率的要求,设计了一种兼容TD-LTE多带宽和多速率的多带宽数字下变频方案。方案中采用了时分复用技术、抽取滤波的合理搭配和高性能滤波器实现了资源优化和输出信号的高信噪比。此外,对数字混频器和抗混叠滤波器进行改进,设计出了基于坐标旋转数字计算法(CORDIC)的流水线型混频器和高速并行可配置滤波器。软件仿真和硬件测试证明了TD-LTE多带宽数字下变频的正确性,且具有灵活性、高性能和低资源消耗的特点以及较高的工程实用价值。     

利用累积量和似然特征的卫星单-混信号调制识别算

针对卫星通信中常用调制信号和PCMA类混叠信号的调制识别问题,提出了一种利用 高阶累积量和似然特征的识别算法。算法先对接收数据进行预处理,在此基础上提取4个高 阶累积量特征和1个似然特征,构造一个树形分类器进行调制识别。算法不需要知晓信号的 定时等先验信息,对收发载频存在的频差不敏感。仿真结果表明,算法在正常通信所需的载 噪比下具有较高的正确识别率。     

同频段混合信号中的无人机信号盲检测识别

无人机信号的探测识别技术是应对无人机黑飞滥用的关键技术之一。在实际信号监测环境中,经常会接收到多个信号的混合信号,它们在时域和频域上混叠且各信号分量调制样式相同。为解决在同频段混合信号中检测识别出无人机信号的问题,提出了一种通过谱特征分析判断无人机信号存在性的方法。分别采用基于二次方谱特征的无人机图传和WiFi混合信号检测识别算法以及基于频谱带宽特征的多无人机混合信号检测识别算法,通过对射频电路采集的信号进行仿真验证,实现了从同频段混合信号中检测识别出无人机信号分量。理论分析和实验测试结果证实了所提检测识别算法的有效性。     

基于二阶矩的雷达信号盲分离

针对雷达接收机在现代战场复杂电磁环境下接收到的混叠信号,提出了一种基于二阶矩的信号盲源分离方法。在混合信号球化过程中,对于具有加性白噪声的模型,构造了一组新的协方差矩阵,在信噪比不是很高的情况下,使其不会影响分离结果。在协方差矩阵对角化过程中,采用自然梯度的方法,避免分离矩阵更新过程中的求逆问题,提高了算法的实时性。仿真实验证明,在信噪比为-10 dB的条件下,对比FastICA算法,所提算法分离精度高,收敛速度快,为进一步的信号识别提供可靠依据。     

软件无线电数字下变频技术研究

软件无线电是当前军事与移动通信领域的研究热点之一,由于受A/D/A和DSP芯片处理速度的限制,目前的软件无线电系统大多采用折中的实现方案,就是增加专用的数字下变频器或者运行数字变频算法,改变中频或射频信号的采样频率,以保证通用DSP芯片进行实时信号处理.数字下变频的主要目的是经过数字混频将A/D转换输出中频信号搬移至基带,然后通过抽取,滤波完成信道提取的任务.由于软件无线电具有宽带、开放、可编程等基本特点,这就要求变频部分的数控本振必须能产生分辨率高的数字样本来负责载波通道选择:要求抽取滤波器有可编程性及良好的抗混叠特性,以达到窄带和宽带信号的提取;要求脉冲成型滤波器具有良好的信道整形特性并且具有可编程性.FPGA高效的算法结构和可重构性为软件无线电数字中频下变频处理提供了良好的条件.     

混沌噪声调频信号对UWB—SAR／ISAR成像的干扰

建立了n-Way Bernoulli混沌调频信号模型,分析了UWB-SAR/ISAR的成像特点,提出利用Bernoulli混沌噪声调频信号对UWB-SAR/ISAR进行成像干扰。仿真结果表明,利用Bernoulli混沌噪声调频信号干扰UWB-SAR/ISAR是可行的。     

基于多通道阵列处理的二次雷达混扰信号分选

针对应答脉冲信号的同步干扰（即混扰）造成二次雷达询问机解码错误的问题,提出了基于多通道阵列处理的混扰信号分选算法。首先建立了询问机天线使用多通道阵列的混扰信号模型,在此基础之上给出了应答机个数及其到达角估计算法,并提出了基于最大似然估计的应答信号分选算法。仿真结果表明,该算法能够从混扰信号中同时准确分离多个应答信号,性能明显优于FastICA算法。当信噪比高于10 dB时,所提算法的分离指数比FastICA算法至少低10 dB。     

采用基于多相滤波的数字正交变换技术提取信号瞬时特征的方法

本文研究了通信信号瞬时特征的提取方法。采用中频直接采样、抽取和滤波的方法完成信号的正交分解,从而提取信号的瞬时包络和相位主值序列。利用信号相位去卷叠算法和线性规划法估计信号的去卷叠瞬时非线性相位,利用傅里叶变换的微分特性估计信号的瞬时频率。通过文中的方法可以有效估计信号的瞬时特征,将其运用于信号调制体制识别取得了较好的效果。     

基于盲分离的单通道LFM引信欺骗干扰抑制

针对单通道LFM引信欺骗干扰抑制问题,提出了一种基于时频解耦盲分离（TFD-BSS）的干扰抑制算法。该方法首先通过Stretch变换将时频混叠的LFM信号转化为两差频信号,然后利用自适应滤波技术滤出干扰差频信号,并对其进行二次Stretch变换将干扰差频转化为欺骗信号以构造虚拟通道,从而将欠定盲分离转化为非欠定问题,最后通过延时差量法将干扰滤除。实验仿真表明,回波和干扰延时相差5 ns以上即可取得良好的分离效果。该方法不仅可为引信抗欺骗干扰提供借鉴,也是单通道盲分离算法的理论扩展。     

基于一维距离像稀疏表达的无源假目标识别

为了解决敌方释放箔条干扰我方防空反击任务或者敌方舰船设置角反射器阵列干扰我方对海目标打击任务中的雷达抗干扰问题，提出了一种基于雷达一维距离像的稀疏表达的无源假目标识别的方法。首先，分别利用大量关注目标和无源欺骗干扰的雷达一维距离像数据进行稀疏字典学习，分别得到目标和干扰的稀疏字典；然后利用两种稀疏字典分别对未知的雷达一维距离像信号进行稀疏表达；最后分别计算两种稀疏字典对未知信号稀疏表达的重构误差，利用重构误差比值识别目标和干扰类别。仿真结果表明，在目标与无源假目标干扰的回波不混叠、目标与干扰噪声比3 dB条件下，识别无源假目标欺骗干扰的准确率超过90%，证明了该方法抗无源假目标干扰的有效性。