星载AIS的复值FastICA算法改进

针对星载船舶自动识别系统(AIS)的含噪复值信号盲分离算法分离效果不佳的问题,提出了改进的复值快速独立分量分析算法（FastICA）。该改进算法针对混合信号数目大于源信号数目的超定情况,对含噪混合信号的协方差矩阵进行特征值分解,利用其噪声对应的几个较小特征值估计噪声方差,修正白化矩阵,再应用Huber M估计函数优化该算法的目标函数。实验结果表明,运用该算法信号均方误差(SMSE)变小,信干比(SIR)变大,提高了信号的分离性能;同时,优化后的目标函数使算法具有良好的稳健性。     

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。     

ADS-B接收机自动测试系统的设计与实现

为实现广播式自动相关监视（ADS-B）接收机性能参数自动测试，开发设计了ADS-B接收机的自动测试系统。系统由ADS-B射频信号生成和上位机组成，采用了现场可编程门阵列（FPGA）和单片机MSP430实现ADS-B射频信号的生成；采用C#语言编写上位机程序，实现了对接收机灵敏度和接收机带宽等关键技术指标的自动测试。最后，搭建了某款ADS-B接收机的测试系统。测试结果表明，该系统测试效率高，运行稳定且易操作，可满足对ADS-B接收机的性能测试与故障检查需要。     

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。     

基于宽带接收的星载信号处理技术

分析了卫星有效载荷信号处理需求,提出了基于宽带接收的星载信号处理技术 流程,针对星载硬件资源有限和需要实现对重点信号搜索匹配的要求,同时考虑到宽带接收 时接收灵敏度较差等问题,给出了适于星载实现的多信号分离、低信噪比下调制识别和辐射 源细微特征提取方法,通过仿真验证了算法的有效性。     

一种小波变换下的ADS-B信号增强算法

S模式的广播式自动相关监视技术（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）是目前空中交通管制大力推广的技术，但ADS-B信号在远距离传输过程中，由于传输信道的影响，会出现幅度减小和能量衰减等问题，从而导致接收到的微弱ADS-B信号不能正确译码。针对这种情况，提出用小波变换对信号做增强处理的方法，首先改进小波系数，接着确定分解层数，再利用重构指数来选取最优小波基，最后对阈值进行改进，考虑在不同的小波分解尺度上选取不同的阈值。对实际数据进行测试的结果表明，该算法能有效地对ADS-B信号进行增强，对信号强度为-94 dBm的微弱信号也能正确译码，译码准确率明显提高，对空中管理、空间安全等实际应用有一定意义。     

星基增强系统接收机中的导航比特同步设计与性能仿真

星基增强系统(SBAS)中导航电文速率为500符号/秒,针对其弱信号时找导航比特边界难的特点,提出了基于最大似然算法的比特同步算法,给出了在SBAS接收机中比特同步的应用公式和实现方法,并进一步创新性地设计了包含有软判决和多次判决的比特同步综合流程;最后在多种导航比特分布的情形下,对最大似然比特同步算法进行了不同载噪比下的性能仿真,确认了此算法在接收信号很弱时仍然有效。     

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。     

基于BDS的ADS-B报文生成系统

目前国际民航组织（ICAO）和美国航空无线电技术委员会（RTCA）有关广播式自动相关监视（ADS-B）标准中的报文数据源均规定来自全球定位系统（GPS），而中国自主建设的“北斗”卫星导航系统（BDS）作为ADS-B数据源是必然趋势。设计了基于BDS的ADS-B报文生成系统的总体架构，利用BDS接收机接收的真实数据仿真生成了ADS-B的6种报文，并以空中位置报文的生成为例，详细阐述了报文产生涉及的关键技术以及报文的生成过程。通过运行集成后的ADS-B报文生成系统以及对所产生的6种报文的仿真验证，证明该系统总体设计思路合理，运行结果正确，可为基于BDS的ADS-B相关技术研究提供稳定可靠的ADS-B报文源。     

星载AIS接收系统设计及关键技术

针对星载AIS(船舶自动识别系统)接收系统覆盖范围广、运动速度快等特点,提出了三种实 现信号有效接收的总体方案。采用盲分离阵列信号处理方法、非线性测频和非相干解调方法 解决了星载AIS接收系统中面临的信号碰撞、多普勒频移信号解调等关键技术问题,仿真和 外场实验验证了方案的有效性和可行性。     

天基双通道AIS信号侦察系统方案设计与分析

天基AIS信号侦察系统可获取上千海里内船舶的AIS信号,形成国 家周边海域乃至全球海域的AIS态势信息。通过分析国内外相关研究成果,提出独特的天基 双通道AIS接收系统方案,并对关键参数进行论证比较,为研制通用性和平台适装性好的天 基AIS侦收系统提供理论参考。     

采用图像处理的跳频信号参数盲估计

针对短波复杂信道环境下的跳频信号参数估计问题,提出了一种基于图像处理的跳频信号参数盲估计算法。该算法在时频分析的基础上采用灰度共生矩阵提取信号的纹理特征,通过对纹理特征量的分割实现信号与背景噪声的分割,并运用形态学滤波去除二值化后产生的椒盐噪声;然后根据连通区域标记得到的各个信号在时频图中的位置信息来聚类,从而去除定频、突发等干扰信号,分选出跳频信号;最后根据分选出的跳频信号提取其跳频频线并进行修正,估计出跳频信号的跳周期、跳变时刻和跳频频率。仿真实验表明,该算法切实有效,能够在较低的信噪比条件下精确地估计出跳频信号的参数。     

基于当前统计模型的TCAS/ADS-B组合监视系统数据融合算法

比较了空中交通警戒与防撞系统（TCAS）和自动相关监视系统（ADS-B）的监视原理 ,构建了TCAS/ADS-B组合监视系统,对组合监视系统的监视区域进行了划分。采用当前统 计模型的数据融合算法,得到了优化的TCAS局部轨迹估算和优化的ADS-B局部轨迹估算,以 及优化的融合轨迹估算。仿真结果显示,最大优化融合位置误差为100 m,证明该组合 监视系统可以提高目标飞机轨迹估算的准确度,从而提高TCAS的监视精度。     

应用萤火虫算法的混沌信号盲源分离

针对现有的独立成分分析法分离混合混沌信号精度不理想的问题,提出了一种新的混沌信号盲分离方法。该方法以求解最优解混矩阵为目标,利用峭度构造目标函数,将混沌信号的盲源分离转化为一个优化问题,并用萤火虫算法求解。同时,通过预白化和正交矩阵的参数化表示降低优化问题的维数,能有效提高分离精度。仿真结果表明,无论是处理混合的混沌映射信号还是混合的混沌流信号,该方法都能快速收敛,并且其分离精度在各项实验中都优于独立成分分析法等现有的盲源分离方法。     

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。     

双边阈值补偿隐藏导频UWB系统信道估计新方法

在隐藏导频信道估计系统中,导频和数据叠加同时发送,造成接收端分离的导频信息中掺杂 着数据成分,从而严重干扰信道估计,目前尚无针对这方面的解决方案,因此提出双边阈值 补偿算法,该算法应用于发送端。发送数据经过双边阈值补偿算法处理后迫使数据均值为零 ,然后叠加导频信息并发送出去,接收端用传统的导频数据分离方法就可以得到高质量的导 频信息,从而提高信道估计精度。仿真结果表明：和传统隐藏导频信道估计系统相比,在最 小二乘和最小均方误差算法下信道估计精度和误码率方面均有明显改善。     

基于飞机降落信息的ADS-B数据跟踪算法

在空中交通管制（ATC）领域,广域监视系统中的ADS-B接收机在飞机飞行方向改变时 ,由于其收星的数量减少导致数据率变低,并且在飞机降落过程中丢点严重。结合ADS-B数 据的特点,采用两个模型分别表示飞机的匀速运动和匀加速运动状态,利用三点速度方向预 测修正对地速度,并引入飞机降落的先验模型,实现在广域监视中对飞机的有效跟踪。 真实数据验证了该方法可有效提高数据率和改善飞机降落过程中的跟踪效果。