短波接收机的数字化探讨

一种模拟短波接收机数字化改造的设计方案。设计中沿用模拟短波接收机接收短波信号，对其输出的中频信号进行增益控制、模数转换、分集合成、信号解调、数模转换和低通滤波等数字化处理，从而改善了短波无线通信系统的性能，提高了接收信号的信噪比。     

一种新的2CPFSK信号极化合成方法

针对低信噪比下连续相位调制信号的极化合成,提出了一种基于多符号检测技术的极 化合成新方法。通过把解调和极化合成作为一个整体进行处理,在基带上完成了通常在中频 上实现的极化合成过程,避免了连续相位调制信号在低信噪比下载波相位跟踪困难的问题。 仿真结果表明,该方法的合成效果与理论值之间的差距小于0.3 dB。     

扩频系统最佳失真度量化及载噪比评估方法

扩频系统接收机模拟中频信号的量化会带来信噪比损失，在一定程度上影响扩频系统的抗干扰性。为提升接收机输入端量化信噪比，针对服从高斯分布的噪声且低信噪比的接收机模拟中频信号，提出一种自适应功率的模拟中频信号的“最佳失真度量化方法”。首先分析数模转换器的特性划定量化门限，然后依照输入信号的统计特性，设计出最佳功率的计算方法，并提出新的评价指标“载噪比”，可以在捕获前预先衡量量化损失。通过仿真计算了“最佳失真度量化方法”的载噪比，并与 “传统法”进行对比。实现结果表明，所提方法的载噪比相对于“传统法”的均值提升0.27 dBHz。     

用于APSK和QAM信号信噪比估计的改进分段数据拟合算法

为提高幅相键控(APSK)信号和正交调幅(QAM)信号信噪比估计范围和精度,提出了一种改进的信号信噪比估计算法。算法首先计算接收信号平方的均值和绝对值的均值之比,然后根据星座图特征,利用多项式拟合该比值与信噪比的关系。在拟合过程中,对信噪比区间进行分段拟合来提高各段拟合精度,并用蒙特卡洛仿真经验值修正算法的固有偏差,从而得到信噪比的近似无偏估计。仿真结果表明,当信噪比估计区间为-5~20 dB且数据长度合适时,16APSK和32APSK信号信噪比估计偏差均值小于0.5 dB,标准差小于2 dB;该算法对16QAM和32QAM信号信噪比估计的标准差小于传统数据拟合算法。该算法运算复杂度较低,便于实时应用和硬件实现,对恒模和非恒模信号均能实现信噪比宽范围精确盲估计。     

DS／SS系统伪码相位精密跟踪技术的研究

本文在扩频信号数字化后采用相磁、中频累积和视频累积法求累积值然后求伪码相位差的基础上，提出了在输入信噪比条件下精确估计伪码相位差的处理方法：利用这套方法，不仅可以完成伪码相位的跟踪任务，而且还便于信号的数字化处理，同时可使电路的调试和维修简便化。     

自适应编码调制的一种高效半盲检测算法

给出一种基于协议信息的自适应编码调制高效半盲检测算法,该算法同时采用信号多序列抽取和信号多频点滑动匹配两种方法,能够有效克服中频调制信号最佳采样点偏差和频率偏差的影响,可以准确高效地识别出信号类型、信道编码方式、调制类型。实验表明,该算法在低信噪比下就能达到很高的识别率,性能明显优于传统模式识别的检测算法,具有较好的实用前景。     

扩频和高速数据信号的星间天线角跟踪系统设计

分析了中继卫星星间链路低速扩频和高速数据传输信号时,使用单通道单脉冲、有限个系统中频带宽档位、包络检波方法进行角跟踪的可行性,给出了角跟踪误差信号和信噪比计算公式、中频带宽的选取原则.结果表明,该方法适合所有星间链路信号类型的角跟踪,简化了星地控制.     

一种新的正弦信号频率和初相估计方法

提出了一种新的正弦信号频率和初相估计方法——频谱遍历法。该方法通过改变理想 正弦信号频谱峰值实现对采样信号频谱峰值的遍历。分析了噪声对信号频谱幅度的影响,并 以此给出了谱线遍历范围的选取准则。先估计频率,采用移频操作达到了良好的频域稳定性 ;再估计相位,避免了相位测量模糊的问题。在信噪比为6 dB、采样点数为1 024 的情况下,频率估计均方根误差约为DFT频率分辨率的0.8%,初相估计均方根误差约为1.5 °。Monte Carlo仿真表明,在达到一定信噪比或采样长度时,该方法的频率估计精度可突 破CR下限,初相估计精度基本达到CR下限。     

数字中频正交采样及其FPGA实现

为满足高性能信号处理的要求,需要直接对中频信号进 行采样得 到正交的两路信号。分析了直接中频正交采样的基本原理,给出了其中最重要的滤波器设计 思想及其在FPGA上的硬件实现方法,并仿真验证该方法的有效性。理论分析和实验结果表明 ,这一方法可以满足高性能信号处理的要求。     

一种高灵敏度GPS信号快速捕获算法

为了提高GPS软件接收机捕获算法的灵敏度和快速性,提出了一种高灵敏度GPS卫星 信号快捕方案。首先对GPS信号进行频率补偿,然后进行相干滤波提高卫星信号的信噪比, 从而提高捕获算法的灵敏度。再采用延迟、累积捕获结构寻找输入信号中各颗卫星的C/A码 起始点,引入延迟累加器实现各卫星多普勒频移成分的分离、估计,将传统的二维捕获过程 简化为两个一维搜索过程,捕获时间仅为传统FFT快捕算法的几十分之一,提高了捕获算法 的速度。分别通过实测和GPS数字中频信号发生器仿真生成的GPS数字中频数据对所设计的捕 获算法进行了验证,实验结果表明该捕获算法行之有效。     

地空衰落信道下JTIDS信号信噪比盲估计

针对地空衰落信道下联合战术信息分发系统（JTIDS）信号信噪比的估计问题，提出了一种适用于单脉冲和双脉冲时隙结构JTIDS信号的接收信噪比盲估计方法。首先，利用信道实时最大时延粗估计值确定无符号间干扰的数据区间；其次，基于JTIDS信号脉冲时隙结构中静默时间的保护间隔特性估计噪声功率；最后，根据选定区间数据的自相关函数估计接收信号的信号功率，从而估计出接收链路的信噪比。仿真实验结果表明，取单时隙样本长度时，在巡航、起降两种空中平台状态下，提出估计方法在较宽信噪比范围内具有良好的均方误差估计性能，可满足JTIDS系统的信噪比估计需求。     

脉冲压缩技术在数字侦察接收机中的应用仿真分析

提出了基于匹配滤波器线性调频压缩技术的数字侦察接收机模型。该模型克服了传 统的基于色散延迟线等模拟器件的脉冲压缩接收机精度低、受环境影响大等缺点,采用了匹 配滤波器技术使在相同输入条件下输出信噪比最大;同时解决了普通超外差体制全景显示搜 索接收机搜索速度、频率分辨率和灵敏度之间的矛盾。实现了中频滤波器和压缩滤波器的设 计。仿真结果表明,基于数字化压缩技术的侦察接收机在侦察频段内高速搜索时保持了 很高的信号接收灵敏度和频率分辨率,性能稳定,能有效检测到跳频信号。     

中频快速DAGC算法及其FPGA实现

针对中频接收机大动态范围与高灵敏度的要求,提出了一种中频快速数字自动增益控制(DAGC)算法。该算法通过对正交视频信号进行符号判别实现快速幅度检波和门限比较,利用多级双门限分段线性化的方法实现数字对数放大(DLA),结合使用数控衰减器(DCA)扩大中频接收机的输入动态范围。给出了基于FPGA的中频快速DAGC实现方案。实际应用证明,采用该方案的数字化中频接收机在保证接收灵敏度为-58 dBm的情况下,动态范围可达80 dB以上。     

扩频系统多通道相位差测量技术

论述了扩频无线电信号侦收和测向等应用领域中,在多通道天线和接收机后端采用数 字处理手段,在低信噪比下实现多通道相位差精确提取的方法。阐 述了多通道相位差提取的基本工程模型、中频信号采样处理方法、普通ASK调制信号的相位 差提取方法,以及BPSK调制的扩频信号的相位差提取方法,给出了基于MATLAB7.0.1平台的 仿真图形和结果。该技术已在工程中成功实现。     

调频遥测信号载波频率的精确估计

传统调频遥测信号载波频率估计算法对输入信号降采样后直接进行快速傅里叶变换,实现方法虽然简单,但测量精度较差,无法适应高动态、低信噪比等复杂场景。为此,提出了一种调频遥测信号载波频率的精确估计算法。两并联补偿支路先分别采用正、负调频频率对输入信号进行频率预先补偿,低通滤波后完成降采样处理,削弱调频频率的频谱影响;频率搜索状态对采样数据进行载波多普勒变化率的频率补偿,经过快速傅里叶变换、非相干积分和频谱重心搜索完成频率解算,提高载波频率的检测性能。试验与分析表明,所提算法在高动态、低信噪比等复杂场景下可显著提高调频遥测信号载波频率的估测性能。     

一种基于改进FFT的MPSK载波估计方法

针对多进制相移链控(MPSK)信号相干解调中载波同步问题,提出一种基于Zoom FFT及频域内插的方法进行载波提取。该方法通过信号的非线性变换,在时频域内实现载波频率的粗估计,在此基础上通过频域内的插值校正实现载波的准确提取。仿真试验结果表明,本算法提取的载波具有较高的准确性,估计的最大相对误差只有10-6量级。该方法不需要特定图案的前导字,结构简单,可估计的载波频率适应范围大,在高信噪比的情况下硬件实现系统实时性好。     

一种基于经验模态分解的信噪比盲估计新算法

为了增强未知样式信号的信噪比估计性能,提出了一种基于经验模态分解（EMD） 的信号信噪比估计新算法,通过固有模态函数（IMF）分量平均周期判断信号与噪声界限。 给出了经验模态分解估计法的工作原理和流程图,分析了经验模态分解估计法的性能。仿真 结果表明,与信号空间分解法一样,经验模态分解估计法能够实现盲信号信噪比估计,后者 估计均方误差比前者要小,在0 dB信噪比下均方误差不超过0.3 dB。     

基于BP神经网络的直扩信号扩频码盲识别

针对微弱直扩信号的盲检测与估计问题,在接收方未知发送方扩频序列的前提下 ,提出了一种恢复直接序列扩频（DSSS）信号扩频码的方法。该方法基于反向传播（B P）神经网络,它的输入是接收到的信号,而其期望输出是和输入相同的信号,根据误差反 向传播来有监督地调节神经网络,网络达到收敛时根据第二层权值的符号函数值即可盲估计 出扩频码序列。实验结果表明,即使是在负信噪比情况下,该方法也能得到一个很好的估计 效果。     

基于数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计

为在载波频率精确恢复前提高多进制数字相位调制（MPSK）信号在低信噪比下的估计精度,提出了一种数据辅助的MPSK信号频域信噪比估计算法。算法在符号定时恢复和帧同步后提取同步段符号,相关运算后在频域进行信噪比估计。仿真结果表明,算法估计均值无偏,不受载波频率误差的影响,在符号长度为512、信噪比为-10 dB时,均方误差与克拉美罗界只有0.15 dB的偏差,特别适合于接收信号包含载波频率误差且要求低信噪比下具有较高信噪比估计性能的应用。     

直扩信号检测与估计的改进

对低信噪比下直接序列扩频(DS／SS)信号的检测和估计提出了一种新的改进思路。在通常数值处理前加设一预处理模块，该模块能改善白噪声背景下信号的信噪比，从而为进一步提高低信噪比信号检测与估计的能力给出了一条新的途径。