基于多分量LFM信号时频分析的水声多普勒和时延估计研究

在水声多普勒因子和时延估计研究实用化的进程中,利用多分量线性调频(LFM)信号实现估计的算法研究越来越普遍。针对多分量LFM信号时频域存有交叉项时各分量参数估计不准确的问题,提出基于非完全残差与脊线段匹配的自适应模态分解方法。该方法采用非完全残差函数保留了交叉点处的部分时频信息,利用脊线段匹配方法提供更精确的预设时频脊线,改进了各分量LFM信号调频斜率和起始频率的估计精度。联合两个估计量进一步给出了多普勒因子和时延估计的算法。仿真结果表示,较现有模态分解算法,所提改进方法有效解决了估计分量过程中交叉区间断裂带来的估计误差;水声多径的条件下,该方法的多普勒因子和时延估计精度优于对比的现有方法。

无人船的OFDM-LFM激光雷达通信一体化信号性能分析

为提高无人船的安全性、雷达目标探测精度和通信效率,提出一种在船舶间集成无线激光通信与激光雷达的正交频分复用-线性调频(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Linear Frequency Modulation,OFDM-LFM)一体化信号系统。运用比尔-朗伯定律、瑞利散射及菲涅耳公式对水面光学特性进行建模,分别考察了水面对光的吸收、散射以及水面起伏对光信号的影响。分析了16进制正交振幅调制(16-Quadrature Amplitude Modulation,16QAM)、正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)、二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying,BPSK)以及最小频移键控(MinimumShiftKeying,MSK)4种调制方式下系统的通信误码性能,并在确保一体化系统雷达速度分辨率的条件下,引入脉冲压缩技术来提升雷达的距离分辨率。仿真结果表明,无人船OFDM-LFM激光雷达通信一体化信号系统在BPSK调制方式下具有最优性能,其误码率在信噪比为8dB时可达到10^(-5)以下,优于传统连续相位调制(ContinuousPhaseModulation,CPM)下的OFDM-LFM系统3.5dB;一体化信号系统经过脉冲压缩处理后,具有5.9m的最佳距离分辨率和2.04081m/s的速度分辨率。

基于FPGA的LFM雷达系统的多目标检测实现

通过硬件设计和信号处理算法的有效结合,利用FPGA实现频域上的脉冲压缩,根据实际需求设计雷达参数,实现对多目标的检测。与传统的电路作比较,FPGA在信号处理和复杂算法加速等方面的优势,在高速的同时也解决了灵活性不足的问题。对线性调频信号以及脉冲压缩基本原理的研究,通过使用MATLAB产生回波信号,将其传输到设计好的FPGA电路中,最后将处理后的数据传回MATLAB画出距离–速度二维图,与仿真结果进行对比。实验结果验证了FPGA实现的频域匹配滤波能够拥有较好的测距和测速能力,硬件加速在提高雷达系统性能方面有出色的性能和广泛的应用前景。

基于软件无线电的LFM测距测速实现

软件无线电是一种无线电通信系统,它通过软件来实现和控制无线通信功能,而不是传统的硬连线方式。本实验仿真所用到的SIMULINK在工程计算、数据分析和可视化方面进行应用。本研究目的是探索线性调频信号在SIMULINK仿真、软件无线电系统中的应用。文章首先对线性调频信号进行采样,随后进行发射,软件无线电接收的信号与原线性调频信号进行混频、和快速傅里叶变换,最后引入测距测速原理,通过信号变化和已知频谱移动信息,令仿真具有测距测速功能,测试系统的实际工作性能。Software defined radio is a wireless communication system that utilizes software to implement and control wireless communication functions, rather than traditional hard wired methods. The SIMULINK used in this experimental simulation is applied in engineering calculations, data analysis, and visualization. The purpose of this study is to explore the application of linear frequency modulation signals in SIMULINK simulation and software defined radio systems. This article first samples the linear frequency modulation signal, and then transmits it. The signal received by the software defined radio is mixed with the original linear frequency modulation signal and subjected to fast Fourier transform. Finally, the principle of ranging and speed measurement is introduced. Through signal changes and known spectral shift information, the simulation is equipped with ranging and speed measurement functions to test the actual performance of the system.

基于LFM算法的办公日志数据属性加密传输技术

在传统办公环境中,员工和管理员缺乏足够的安全意识,对安全问题的重视程度不够,导致数据泄露的问题时常发生,办公日志数据加密传输方法的安全系数较低。为此,文章提出了基于线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFM)算法的办公日志数据属性加密传输技术。文章设计了办公日志数据属性编码,利用LFM算法设定数据属性编码加密传输子密钥,通过对客户端和服务器端的加密传送,实现了对办公室日志的数据属性的加密传送。通过设计对照试验,所得实验结果证明了采用该方法后办公日志数据的安全系数超过了0.9,显示出极高的安全性,为企业的办公日志数据加密传输方法提供了更为可靠的保障措施。

LFMCW雷达密集运动目标检测

线性调频连续波雷达对于匀速运动目标的回波经过混频以后还是一个线性调频信号 (LFM).从LFM信号中提取密集运动目标的距离和速度参数是个比较复杂的问题.本文提出了一种基于目标运动补偿和逐次消去(“CLEAN”)技术相结合的检测方法,该方法避免了估计多分量LFM信号参数问题,同时又消除了多普勒效应对密集运动目标检测的各种影响.仿真结果表明该方法不但克服了LFMCW雷达在密集目标检测中的困难,而且比传统方法降低 10dB左右的检测信噪比门限.

基于FRFT的低信噪比LFM信号参数快速估计算法

基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)对线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)信号参数进行估计,问题关键是确定FRFT最佳阶数,根据误差迭代思想提出新的参数估计算法,该算法利用归一化带宽和旋转角的转化关系,由估计误差推算角度差值,有效降低了运算量,不需要调频斜率正负的先验信息,改进的对数搜索算法可以进一步提高参数估计结果的稳定性和可靠性。仿真结果表明,信噪比在-8 dB以上时该方法在高效率的前提下仍具有良好的参数估计性能,平均估计误差在1%以内,估计结果接近Cramer-Rao下限,满足工程实时处理需求。

高斯白噪声背景下的LFM信号的分数阶Fourier域信噪比分析

目标大机动运动使雷达回波表现为频率和调频率参数均未知的LFM信号。未知参数LFM信号的检测和估计采用分数阶Fourier变换来实现受到越来越多的关注,为此本文着重分析其分数阶Fourier变换的信噪比。首先推导出时限线性调频信号的分数阶Fourier变换模平方,给出了在分数阶Fourier域的峰值点与未知参数的关系,然后研究了附加白噪声LFM信号在分数阶Fourier域的统计特性,确定了其信噪比,并与理想情况(即参数频率和调频率参数已知)下线性相位匹配滤波器的输出信噪比进行了比较。

基于改进Wigner-Hough变换的多分量LFM信号特征提取

为了解决Wigner-Hough变换对多分量线性调频(LFM)信号特征提取受噪声困扰的问题,提出采用数字图像处理中改进的Sobel算子对含噪声信号的WVD时频图进行边缘特征检测,利用Hough变换对信号特征进行提取.通过对WHT,SPWD-Hough变换以及改进WHT 3种方法进行计算机仿真比较结果表明,改进的WHT对多分量LFM信号的特征提取效果最好.

基于全脉冲分段转发的LFM雷达干扰方法

线性调频(LFM)脉冲雷达输出信号时延敏感于输入信号频率,基于此,文中提出了一种基于雷达全脉冲信号分段转发的干扰方法,通过对雷达完整脉冲信号的合理分段并排序转发,在LFM脉冲压缩雷达匹配滤波处理后形成多假目标干扰。利用群延迟原理揭示了脉冲分段转发干扰机理;根据干扰信号频谱和匹配滤波原理,推导了多假目标输出形式;给出了假目标幅度不低于真目标时脉冲分段数计算公式及假目标数目最多时对应的转发次序要求;仿真实验验证了理论分析的正确性。

一种低信噪比下LFM信号参数快速估计算法

为了对线性调频(LFM)信号参数进行快速、准确的估计,提出了一种新算法.该算法根据LFM信号当能量一定时在相同时宽范围内频谱幅度平方与调频斜率成反比的特点,通过对若干组快速傅里叶变换(FFT)结果进行模值选大,同时给出了起始频率和调频斜率的估计.仿真结果表明,通过合理设置算法参数,算法可以用于信噪比低至-38 dB的LFM信号的参数估计.

基于分数阶Fourier变换的LFM信号参数估计精度分析

本文采用一阶扰动分析的方法分析了基于分数阶Fourier变换的LFM信号参数估计精度,推导得到了频率估计误差均方值表达式和调频率估计误差均方值表达式,前者反比于信号时长,后者反比于信号时长的平方。结果表明,基于分数阶Fourier变换的LFM信号参数估计方法在估计精度方面达到了最优。

基于分数阶Fourier变换的多分量LFM信号检测与参数估计

介绍了分数阶 Fourier变换的基本原理和基本性质 ,提出了基于分数阶 Fourier变换的多分量 LFM信号检测和参数估计方法。为了解决多个 LFM分量之间的相互影响问题 ,特别是强分量掩盖弱分量的问题 ,本文还提出了一种结合逐次消去思想和分数阶 Fourier变换的多分量 LFM信号检测和参数估计算法 ,它可以解决强度相差较大的多分量 LFM信号中检测和估计弱 LFM分量参数的问题。

LFM-BPSK复合调制信号识别与参数估计

首先介绍了相位编码与线性调频(Linear frequency modulation and binary phase shift keying,LFM-BPSK)复合调制信号的模型,并分析了其相位特征及概率密度函数,然后通过分段滤波提高信号的输出信噪比。采用二叉树方法,基于相位展开和瞬时频率对LFM-BPSK复合调制信号、BPSK信号和LFM信号进行了识别,并讨论和分析了纽曼-皮尔逊(N-P)准则下识别门限的选取。接着对LFM-BPSK复合调制信号进行参数估计;最后用Matlab对LFM-BPSK复合调制信号的识别进行了仿真验证,并对识别后的信号进行了参数估计的仿真。结果表明,本文方法在较低信噪比下仍能实现较好的识别性能和参数估计精度。

基于积分二次相位函数的多分量LFM信号分析

基于二次相位函数的调频率估计算法用于多分量LFM信号时,信号间互扰严重并且会产生伪峰。针对这一问题,该文采用积分二次相位函数,提出了一种改进的多分量LFM信号分析方法,仿真实验表明:该方法相比于原方法能够有效抑制伪峰和信号间互扰,同时要求的信噪比门限低,估计均方误差更接近CRLB。

强干扰下LFM信号的检测与参数估计

强干扰下ＬＦＭ信号的检测与参数估计在雷达信号处理领域具有重要的应用。本文首先分析了强干扰下ＬＦＭ信号的特点，对ＬＦＭ信号的检测与参数估计方法进行了总结和比较；随后研究了ＷＨＴ法的检测性能，绘制了ＷＨＴ检测器的接收机性能曲线（ＲＯＣ）。最后，提出一种基于ＷＨＴ的抑制强干扰和进行ＬＦＭ信号检测与参数估计的方法，并给出了实验结果。

基于匹配滤波和离散分数阶傅里叶变换的水下动目标LFM回波联合检测

匹配滤波器是高斯白噪声背景下LFM回波的最优检测器,并且根据匹配滤波器输出的峰值位置可以获得目标距离的估计。有色混响噪声背景以及目标径向速度造成的回波和样本失配都将导致匹配滤波器检测性能和测距精度下降。结合匹配滤波的定位特性和分数阶傅里叶变换对LFM信号的聚焦特性,该文提出基于匹配滤波和离散分数阶傅里叶变换的联合检测方法。仿真结果表明联合检测方法性能优于单匹配滤波器,并且可以获得目标径向速度的近似估计。

分数阶Fourier域强弱LFM信号检测与参数估计

分数阶Fourier变换(FRFT)由于其特有的性质,非常适合处理线性调频(LFM)信号,尤其是,作为一种线性变换,可以克服多分量LFM信号之间的交叉项干扰。但是采用逐次消去法检测多分量LFM信号时,每检测一个LFM信号,都要对信号分别求旋转角α∈[0,π]的FRFT,再进行二维搜索,计算量很大。为了提高FRFT对多分量LFM信号的检测效率,本文提出一种在分数阶Fourier域检测强、弱LFM信号的新方法。首先,分析了逐次消去法和聚类分析法检测多分量LFM信号的原理,以及它们的优缺点。然后,提出一种聚类分析和逐次消去相结合的信号检测方法,利用平面截取信号在平面(u,α)上的尖峰,并引入基于广度优先搜索邻居(BFSN)的聚类算法,对截取的信号尖峰进行聚类分析,获得每个LFM信号对应的信号尖峰,实现多个较强信号的检测与参数估计,再利用逐次消去法实现弱信号的检测。该方法可以同时检测多个能量相近的LFM信号,提高了检测效率,以及次强信号的参数估计精度,并有效地抑制了强信号对弱信号的遮蔽影响。通过对信号进行平面切割处理,减少了BFSN聚类算法中输入集样本数量,降低了算法的计算量。最后,仿真结果验证了该方法的有效性。

改进的多分量LFM信号参数估计算法及其快速实现

提出了一种基于改进三次相位函数的多分量线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号参数估计算法。该算法只需要通过二阶非线性变换在信号参数空间形成最大值来估计LFM信号参数。在多分量的情况下,讨论了信号自项和交叉项与时间的关系,发现自项和交叉项对时间有不同的依赖性。为了克服交叉项的影响,提出了加权平均的方法来改进算法。然后推导了三次相位函数的FFT快速算法,并进一步采用了舍入最近采样点的方法改进算法,使其可以应用于实际的离散采样系统。仿真试验表明,此方法在低信噪比下估计多分量LFM信号参数效果显著,其快速算法在大大降低运算量的同时,与原算法相比较,仍然保持了良好的估计性能。

LFM/BPSK混合调制信号盲处理结果可信性评估:一种简化的似然比算法

针对以相关谱最大值作为统计量对线性调频/二相编码(LFM/BPSK,Linear Frequency Modulation/Binary Phase Shift Keying)混合调制信号盲处理结果进行可信性检验时,存在概率密度函数复杂,难以得到似然比检验闭合表达式的问题,提出了一种基于极值分布理论(EVT,Extreme Value Theory)的简化处理算法.利用相关谱最大值的极限分布替代其精确分布,基于纽曼-皮尔逊(NP,Neyman-Pearson)准则得到简化的似然比检验,给出了相应判决式及其判决门限的解析表达式.文中给出了不同假设下相关谱最大值的极限分布形式.计算机仿真结果表明:本算法与已有的恒虚警方法相当,但优于基于分组极值模型及超阈值模型的两种分布拟合检验法,且具有较低的计算复杂度.