基于FPGA的S模式信号处理

S模式信号处理终端是询问/应答设备的数据处理核心。结合实际工程应用,提出了一 种基于FPGA的S模式信号处理实现方案。针对S模式询问/应答信号的调制方式和信号格式, 给出了一种中频信号处理实现方法和信号的同步检测以及信息提取方式,通过对数据信息编 码/译码的原理分析,介绍了信号处理流程设计和实现方法。该方案已经过大量的仿真测 试并通过了工程应用验证。     

二次雷达S模式综述

A/C模式的二次雷达在目标数量增加到一定程度时暴露出许多问题,S模式是欧美国家开发的先进二次雷达协议,正在逐步取代传统的A/C模式。文中全面而简略地阐述了S模式的协议内容和工作机制,包括:S模式的起源和特点;S模式询问信号和应答信号的格式、含义、分类及询问应答机制;S模式的上下行数据格式、含义及涉及的重要问题;S模式的兼容性、锁定技术、Squitter模式、数据校验和干扰问题。最后,介绍了S模式在多个领域的应用情况。     

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。     

一种基于时序特征匹配的信号配对方法

针对协同问答模式下无线电信号配对关系分析的需求，提出了一种基于信号时间序列匹配的询问应答信号配对方法。该方法提取侦察传感器获取的信号模式、到达时间、节点位置等参数，反向推算信号发射时间序列，通过时序匹配算法对询问和应答信号进行准确配对，从而提取节点间问答关系。计算机仿真验证了方法的有效性，在一定的条件下配对正确率超过95%。     

基于CRC纠错与迭代干扰消除的星载AIS接收机

为了提升星载船舶自动识别系统（AIS）的卫星接收性能,提出了一种采用4 b循环冗余校验（CRC）纠错与迭代干扰消除算法的星载AIS接收方案。针对星载AIS系统中多路信号碰撞明显的情况,首先,通过分析星载AIS系统中CRC错误类型,采用比特反转的方式进行纠错;其次,对纠错后的序列进行AIS数据重构,采用迭代干扰消除方法消除重构信号,并将余下信号作为输入信号再次进入系统进行解调。仿真结果表明,和传统的CRC纠错系统相比,针对典型的两路信号碰撞情况,基于4 b CRC校验与迭代干扰消除的星载AIS系统能够带来1~2 dB的误码率增益,对星载AIS系统的性能提升有重要指导意义。     

基于置信度的S模式信号随机多位纠错技术

针对现有纠错技术只能对少量随机错误或突发错误进行纠错的不足,提出了一种基于置信度的随机多位纠错方法。该方法在准确进行置信度判断的基础上,通过缩短循环冗余校验（CRC）处理时间或增加并行运算能力以增加纠错位数。同时给出了可运用于工程实际的保守技术和强力技术的联合纠错处理流程。通过解码纠错实验,统计结果表明该置信度判定法则的准确性为98.24%,通过图形处理器（GPU）强力纠错可实现高达83.37%的解码率,通过现场可编程门阵列（FPGA）强力纠错可实现73.66%的解码率,较现有强力纠错技术的纠错能力有较大提高,可增强对航空器监视的连续性。     

小波变换在S模式二次雷达信号分析处理中的应用

为提高二次雷达（Secondary Surveillance Radar,SSR）信号分析处理能力,针 对傅里叶变换在时频域分析的局限性,利用小波信号奇异性检测特点,通过对S模式询 问、应答信号进行小波分解,计算第一层高频系数,得到信号脉冲持续时间,实现了信号报 头检测,并比较高频系数模极大值,提取出信号调制信息,实现了基于小波变换的二进制差 分相移键控（DPSK）和二进制振幅键控（ASK）解调,验证了小波变换技术分析处理二次雷 达信号的可行性。     

基于置信度判定的循环冗余校验纠错技术

以S模式下行数据链的检纠错为例,给出了基于置信度判定的循环冗余校验多位纠错技术,实现了突发和随机分布的多位差错的纠正,在不增加冗余码的情况下大大增强了循环冗余校验码的纠错能力.     

任意信息速率的GMSK信号调制解调方法

高斯滤波最小频移键控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK）具有较好的旁瓣衰减性能和恒包络特性,适用于航天通信领域,其通信信息速率可以任意设置无疑能够拓宽其应用范围。但因为GMSK调制采用的高斯滤波器的特性与信号的3 dB带宽、符号的持续时间有关,所以信息速率的任意性增加了GMSK调制与解调的复杂性。在利用Laurent分解法分析任意信息速率下GMSK信号调制、解调原理的基础上,提出了基于Cordic算法与查表法相结合的调制方法,以及基于改进的分组式Viterbi算法的解调方法。通过Matlab对提出的方法进行了仿真验证并利用FPGA硬件平台实现该算法,最后使用误码仪测试了信号的传输特性。实验结果表明,该方法可以实现任意信息速率的GMSK调制与解调,具有一定的工程应用价值。     

二次监视雷达跟踪近程目标的新方法

针对近程目标的机动特性以及在近距离询问信号饱和使应答机抑制等因素造成二次监视雷达不能稳定跟踪目标的现象，提出了一种新的跟踪方法，采用询问编排、功率控制等措施让应答机能有效应答，并通过近程跟踪滤波、航迹融合来实现对近程目标的稳定跟踪。该方法提高了系统的跟踪效能，近程目标的应答率提高到了80%左右，适合于二次监视雷达系统对近距离目标跟踪要求严苛的场合。该方法已在实际工程中成功应用。     

一种新颖的低错误平层LDPC码构造方法

针对低密度奇偶校验(LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,提出了一种低错误平层LDPC码的新构造方法。该方法的基本矩阵由渐进边增长(PEG)算法与近似环额外信息度(ACE)算法相结合,目的是提升基本矩阵中环的连通性;然后将基于分割移位(PS)的循环移位系数矩阵对基本矩阵循环扩展,以此构造出校验矩阵。该方法除了能够改善高信噪比区域的错误平层,还具有码长、码率的任意可设性特点。仿真结果表明,PAP-LDPC(3 600,2 700)码在信噪比为4 dB以后并未出现明显的错误平层。     

一种基于自适应阵列天线的波束赋形算法

自适应阵列天线中的数字波束赋形(DBF)技术是智能天线数字信号处理部分的核心.提出了一种可用于自适应阵列波束赋形的SMI-LMS算法--由SMI(采样协方差矩阵求逆)算法决定LMS(最小均方)算法的初始权向量.该算法充分结合了SMI算法收敛速度快和LMS算法稳态误差小的优点,能在较强干扰环境下,确保权向量的快速收敛和跟踪速度.与传统的LMS算法相比,SMI-LMS算法具有良好的收敛性能、较快的跟踪速度和较小的输出误差,并可以有效改善自适应方向图的副瓣性能.仿真结果验证了该结论.     

利用改进PAST算法的直扩信号PN码盲估计

针对直接序列扩频信号的伪随机(PN)码盲估计问题,提出了一种利用改进的投影逼近子空间(PAST)算法的PN码盲估计方法。该方法利用遗忘因子与收敛速度和精度的相关性构造基于跟踪误差的自适应遗忘因子,实现了收敛精度和收敛速度的同时优化;根据预期最低误码率约束估计精度变化范围确定迭代收敛的门限值,实现了迭代收敛的精确自动判读,消除了算法依赖人工判断收敛的固有限制,提高了算法的实际应用能力。仿真结果进一步验证了算法理论推导的正确性以及实际应用的可行性。     

LDPC码译码失败及抗突发误码研究

介绍了LDPC码的基本原理和理论基础,运用计算机仿真等手段,对译码中的译码失败情况、译码迭代次数进行了分析,并就存在强突发干扰的信道给出了一种改进译码方案.该方案舍弃了存在强干扰的码元位置的初始译码信息,避免了错误的初始信息参与译码迭代过程.仿真结果证实,在强突发干扰的情况下,改进方案明显优于原始的BP算法.     

基于信号估计的扩频测控信号快捕方法

为进一步提高扩频测控系统的捕获速度,研究了借助辅助序列估计伪码相位的方法,分析了该估计算法的精度。针对该算法在高动态条件下估计偏差较大引起捕获概率骤降的问题,提出引入最大似然频偏估计修正相干载波的方法,显著提高捕获概率。设计了基于码相位估计和载波频率估计的快速捕获算法,仿真结果表明,该算法在载噪比较好的情况下可以有效完成捕获。为提高算法在较低载噪比时捕获的可靠性,提出将估计值作为部分匹配滤波辅助快速傅里叶变换(PMF-FFT)初值的综合捕获方法,与传统捕获方法相比,平均捕获时间显著降低,且并没有带来硬件复杂度的提高,具有一定的理论意义和工程应用价值。     

一种基于场强差的移动台定位改进算法

为了解决传统的移动台定位过程中信号的传播误差对定位精度的影响,提出了一种基于移动台与服务基站之间的场强差来确定移动台位置的改进算法。小波变换在信号消噪处理中可以取得良好的效果,通过选择合适的小波函数和分解层数,对测量得到的场强差进行分解和重构,然后用经典Chan算法确定移动台位置,大大降低了传播误差对定位精度的影响。仿真表明,该算法能很好地抑制传播误差,其定位效果比直接使用Chan算法更加稳定。     

一种改进的民用GPS异步欺骗技术

针对民用全球定位系统(Global Positioning System,GPS)欺骗中存在的欺骗信号伪码相位同步问题,通过欺骗建模分析得到了主要误差来源于探测系统定位精度。基于传统单路滑动牵引入锁技术,理论分析了功率损失主要来源于载波偏差。针对工程应用中欺骗信号构造时初始码相位超前滞后的不确定带来的欺骗起效时间二值性,提出基于码片误差滞后扩展处理的改进技术,并利用多路并发滑动优化单路滑动时间过长问题。通过软件接收机、商用接收机实验验证了改进的滑动入锁技术在实际应用中具有欺骗起效时间短、欺骗更可靠的特点。该研究成果可为民用GPS欺骗技术研究人员提供参考。     

200 MHz并行多通道实时采样系统的误差校正

本文介绍了作者对２００ＭＨｚ并行多通道实时采样系统中固有的误差：多通道非均匀时间采样误差和增益误差校正的方法。在频域对采样数据进行频谱重建，消除了由于非均匀时间采样引入的高次谐波，使得采样时间误差均值减小到原来的３．８４。同时还对增益误差进行了完全校正，取得了较好的效果。     

构造接近香农极限的低密度校验码

跨国公司在进行全球经营的过程中,势必面临不同文化的冲击,对其进行有效的跨文化管理,关系着其运营的成败。在进行管理的过程中,要分析成员不同文化背景及由此产生的个性特点,其次,要本着包容的态度去进行跨文化管理,建立本企业特点的文化管理,从而有针对性地采取具体管理对策。