基于离散傅里叶变换的高动态突发信号检测及频率估计

针对高动态突发通信应用环境,提出了一种新的基于频率域的突发信号检测及载波频偏估计算法,通过一次离散傅里叶变换（DFT）实现突发信号存在性检测及频率估计,并与经典Power-Law算法进行了比较。仿真结果表明：在低信噪比条件下,新算法检测信噪比门限改善超过1 dB,频率估计均方根误差小于符号率的1‰,并且对载波频偏及信号电平动态不敏感,实现结构简单,适合实时处理及工程应用。     

一种新的极高精度的T_IIN频率估计内插算法

针对多普勒条件下接收端复信号的频率估计难的问题,研究了一种基于离散傅里叶变换与迭代频率估计的内插综合算法。区别于经典的内插算法,新算法在迭代频率内插算法基础上充分利用复数快速傅里叶变换结果的实虚部值,并通过最大峰值频谱和相邻两侧谱线以极高精度内插估计出复信号的频率参数。仿真结果分析表明,在二次迭代条件下信噪比为-10 dB时,该算法估计均方根误差仍能逼近克拉美-罗限的1.002 1倍。该算法在同等条件下比经典的Rife、Quinn和IIN算法具有更高的准确性、稳定性和可靠性。     

单频信号快速频率估计算法比较及改进

本文首先讨论并分析了各种插值DFT(离散傅里叶变换)算法,然后提出了一种实正弦信号的快速插值频率估计方法。该方法只需 3个DFT变换系数的实部构造频率修正项,计算量低,具有精度高、测频速率快的特点。计算机模拟和FPGA仿真均证实了该方法的有效性。     

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。     

一种改进的跳频信号参数估计方法

针对在跳频信号跳变时刻和跳变频率估计方面实时性和估计精度无法同时兼顾的问题,提出了一种基于短时傅立叶变换(STFT)和多重信号分类(MUSIC)算法的跳频信号参数估计方法。在建立跳频信号数学模型的基础上,利用STFT选取较大时间窗对整个信号在时域进行粗搜索,生成时频谱图,提取时频脊线从而获得跳变时刻,然后选取较小时间窗在已知跳变时间段利用STFT进行跳变时刻的细估计,并利用MUSIC算法进行频率的精确估计。该方法利用STFT的二次估计,减少了MUSIC搜索范围,从而降低了时间开销。仿真表明该算法的跳变时刻频率估计精度高,实时性能满足参数测量需求。     

一种新的跳频信号跳速盲估计算法

提出一种全新的跳速估计联合算法,即将数据在相位微商快速傅里叶变换(PDFFT)前期处理的基础上,再进行差分处理,最后利用最小二乘(LS)法进行线性拟合最终估计出跳速。仿真结果表明,该算法计算量远小于传统的短时哈特莱变换、小波变换和魏格纳分布(WVD)系列,略大于短时傅里叶变换;在估计精度上与前3种方法相当却远高于后者,因而该法很适合实时跳频信号分析。     

一种改进的基于DFT算法的MIMO-OFDS信道估计算法

本文提出了一种改进的DFT信道估计算法,首先将频域信道估计转换到时域,然后将时域中循环前缀长度之外的信道估计值置零。在此基础上,改进的算法要求对循环前缀之内,也就是n≤LG-1的信道估计值做进一步的处理,以便进一步消除噪声的干扰。通过计算机仿真验证了改进的DFT算法优于原算法。     

一种适合低轨卫星通信的宽带传输技术

针对低轨卫星通信过程中功率受限的约束以及宽带业务需求的不断增长,研究了一种宽带传输技术。首先,分析了离散傅里叶变换扩频正交频分复用技术的宽带传输能力以及低峰均比特性;其次,进行了低轨卫星运动场景下的多普勒频移及采样偏差的分析,并在此基础上提出了一种低轨宽带通信的帧结构。仿真结果表明,该技术可有效抗低轨场景下的多普勒残留频偏且能完成高速率的传输任务。     

一种新的跳频信号时延估计方法

针对噪声环境下的跳频信号,提出了一种基于稀疏分解的时延估计方法。对跳频信号采用稀疏分解重构进行了研究,在此基础上,在不同天线下对跳频信号分别进行重构,得到每跳信号对应的载波频率和时间中心,从而估计出跳频信号的时延。仿真结果表明,在信噪比大于7 dB时,跳频信号的时延估计误差基本趋近于零,验证了时延估计方法的有效性。     

一种基于小波脊时频分析的差分跳频信号检测方法

针对差分跳频信号频带宽、跳速快、检测难的问题,在分析比较短时傅里叶变换(STFT)的基础之上,提出一种通过提取小波脊进行时频分析和参数估计的信号检测方法。该方法的检测效果明显优于短时傅里叶变换,当信噪比大于-7 dB时,在不要求高采样率的情况下,对于差分跳频信号的参数估计是有效的。     

符号内连续相位差分相移键控调制方法

提出了一种幅度准恒包络、相位连续的差分相移键控调制与解调方法。该方法设计了一组基带信号集合,根据输入的信息值和状态值选择基带信号来实现信号调制。在信号解调中,通过计算接收信号在一个符号持续时间内的相位变化累积量来判决发送信息。仿真结果表明,该调制方法具有良好的频谱特性和准恒包络特性,并且避免了本振偏离、多普勒频移等引起的符号间相位变化对信号解调的影响。     

用MFSK调制实现水声远程信息传输

研究了一种基于多进制频移键控(MFSK)调制的水声远程信息传输技术,介绍了通过谱分析进行解调的方法。初步的海试结果表明,该技术可以实现80km距离、4bit／s数据率的信息可靠传输。     

基于Ozaktas算法的LFM信号参数估计误差分析

Ozaktas算法因其运算复杂度低、精度高、提出时间早而成为目前对LFM信号进行处理时最为常用的离散分数阶Fourier变换算法,但其附加的量纲归一化对LFM信号参数估计存在影响。为此,在对LFM信号参数估计建模基础上,分析了基于Ozaktas算法的参数估计二维离散网格效应,并进一步得到了影响初始频率和调频率估计精度的因素。可以发现：在满足采样定理条件下,基于Ozaktas算法的LFM信号参数估计能保持较好的估计精度,且在一定程度上可以通过增大采样频率或减小采样时长来进一步提高估计精度。最后,通过仿真分析验证了上述理论推导的正确性。     

组合幂调频信号的时频移估计

为了准确估计接收信号的时频移参数和降低估计复杂度,设计了一种组合幂调频（CPFM）信号,该信号由具有时间间隔的正负幂调频（PFM）信号构成,并提出了基于CPFM信号的时频移估计算法。在算法中首先将CPFM信号降阶,然后独立地估计时延和频移,即采用三次相位函数（CPF）估计时延,通过正负PFM相位相消后再估计频移。相比于分数阶傅里叶变换（FRFT）时频移估计算法,所提算法避免了时延估计对频移估计的影响,而且仅需两次一维搜索,降低了计算量。仿真结果表明,该算法能准确地估计CPFM信号的时延和频移,并且频移估计均方误差（MSE）接近克拉美劳下界（CRLB）。     

基于瞬时频率畸变特性的FSK电台指纹特征提取

为解决FSK电台个体识别问题,需要从辐射源信号上提取特征构成辐射源指纹。通过分析构成FSK电台的各个模块的畸变特性,阐明了FSK电台指纹产生机理,建立了基于瞬时频率的指纹信号模型,并根据信号模型设计了基于辅助参数的最小二乘算法以完成FSK频率畸变特性参数的估计,从而构建指纹特征完成对FSK电台的识别。对仿真信号和实际信号的识别测试试验表明,该算法具备辐射源个体识别能力,对实际环境下的4个FSK电台的识别率大于96%,优于双谱类方法。     

短时分数阶傅里叶变换对调频信号的时频分辨能力

调频信号的检测和参数估计一直是信号处理领域的研究热点之一。为深入挖掘短时分数阶傅里叶变换对调频信号的时频分析优势,从短时分数阶傅里叶变换的定义出发,推导了其时频分辨能力与信号参数的关系,并与短时傅里叶变换进行了对比分析。结论表明,短时傅里叶变换时频分辨能力与信号频率变化率有关,而短时分数阶傅里叶变换几乎不受调频率变化率影响。最后,通过对比仿真实验证明,对于频率变化率较小的信号,两者时频分辨效果差别不明显,对于频率变化率较大的信号,短时分数阶傅里叶变换的时频分辨效果更好。     

相位噪声对PSK系统性能的影响

在介绍相位噪声定义的基础上,分析了相移键控（PSK）接收系统的本振信号源相位噪声对误码率的影响。以QPSK调制方式为例,仿真了相位噪声对系统误码率影响,结果证明了接收系统中本振信号源相位噪声的重要性。以实际工程中使用的本振信号源为例,推导了相位噪声和信号抖动所导致的BPSK和QPSK接收系统信噪比的限制。理论分析与工程实践相结合,可以更好地得出相位噪声对PSK接收系统的影响,对接收系统的工程设计具有一定的指导意义。     

自动车辆定位系统中的FSK/FM组合调制解调特性分析

介绍了自动车辆定位系统中的技术体系结构。讨论了核心技术通信中的FSK／FM组合调制与非相干解调的基本方法,分析了影响系统误比特率的几个因素。给出了不同条件下的组合FSK／FM调制解调特性比较。