一种短时猝发GMSK扩频多普勒估计算法研究

多普勒估计是猝发传输背景下的GMSK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,高斯最小频移键控)扩频通信系统接收端同步过程中的关键一环。针对短时猝发GMSK扩频通信系统信息传输时间极短的特点,搭建了系统接收端同步段结构,并以此为基础设计了适应该短时猝发同步段结构的多普勒估计算法,建立了短时猝发多普勒估计算法模型,推导该算法公式的同时对算法模型进行了理论分析,详细阐述了该算法进行多普勒估计的实现过程,并对该算法进行仿真实验。实验结果表明,该算法在信噪比为1 dB时,多普勒估计准确度可达到97.2%,信噪比≥3 dB时,准确度均能在99%及以上,该结果验证了该算法应用在猝发传输背景下的GMSK扩频通信系统中的有效性、可行性,同时也表明当通信系统处于弱信号的条件下时,该多普勒估计算法性能依然能达到一个较为优异的准确度值。

一种扩展GMSK扩频多普勒捕获范围的方法

伪码捕获在短时猝发GMSK(高斯滤波最小频移键控)扩频通信中是不可缺少的一环,尤其是在接收端弱信号的情况下,多普勒频移会严重影响接收端伪码捕获性能。针对短时猝发GMSK扩频体制的特殊性,设计了接收端伪码捕获算法,推导分析了该捕获算法的相关公式,并在此基础上提出了一种多通道并行接收捕获的方法以适应短时猝发条件,该方法通过扩展多普勒适应范围以提升GMSK扩频通信系统伪码捕获性能,将该方法应用到短时猝发GMSK扩频通信系统中,可提升伪码捕获峰值阈值约2.7 dB以满足系统灵敏度要求,且占用硬件资源较少。

改进高斯预调制算法的GMSK调制及其LUT实现

GMSK是目前航空声呐浮标主要使用的数字调频方式。针对查找表(LUT)技术用来替代GMSK数字调制器中复杂的滤波、积分和正余弦函数求解等运算时算法精度不高、资源浪费的问题,基于GMSK调制信号的研究分析,改进了高斯预调制信号的数学模型,推导出关联码元与GMSK各级信号之间的映射关系,选择优化精简的LUT设计GMSK正交调制方案,既保证了算法精度,又使得资源最小化。

GMSK调制的两点注入算法实现

在数字集群通信专网的数字集群终端设备的设计和开发过程中,终端设备对于体积小型化、低功耗、低成本的要求显得尤为重要。在对比了多种GMSK调制实现算法的基础上,根据GMSK调制信号自身的特点,深入研究了两点注入式实现算法;并将其最终应用于数字集群终端的设计中,可以很好地解决设备所要求的性能指标与体积小型化、低功耗、低成本之间的问题。

GMSK多通道接收机的非相干解调算法及FPGA实现

针对硬件资源受限的高斯最小频移键控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK)信号多通道接收机,设计了一种硬件资源占用极少、译码性能良好的解调算法。对通用数字环路硬件资源进行优化,提出了一种改进算法,将环路捕获速度提升了5倍,引入一种位同步算法,该算法同步精度高、占用硬件资源少、采样率低、易于工程实现。并对2-bit差分解调算法进行改进,完成差分解调模块设计。测试结果表明,改进后的差分解调算法比改进前译码性能提升了约2 dB。该解调算法与理论值相比仅有0.6 dB的解调损耗,具有良好的解调性能,满足工程实际应用需求。

GMSK在跳频通信中的应用及其性能分析

本文将GMSK调制引入到跳频通信中 ,以利用GMSK高频谱效率的特点在跳频通信中实现高速数据传输。首先给出了采用GMSK调制的慢跳频通信系统SFH GMSK原理与实现方法 ,提出了基本的数学模型。在此基础上 ,获得了在不同的跳频间隔长度下SFH GMSK信号的频谱图。随后给出了基于Viterbi算法的SFH GMSK信号的非相干解调方案 。

一种新的GMSK正交调制信号产生方法

提出了一种称为直接分解法的GMSK正交调制信号产生方法.将单个脉冲的高斯滤波器响应的积分相位轨迹分成暂态部分和稳态部分,并详细分析了这两部分的组成规律.暂态部分只与相邻的几个码元有关,状态有限,可制成表格,可用存储器来实现.稳态部分尽管与所有输入码元有关,但其三角函数值为±1,只引起暂态部分的符号变化,用简单的时序电路就可实现.设计了能用VLSI实现的正交GMSK调制方案.仿真实验结果证实这种方案可行,波形正确,频谱符合要求.

GMSK信号的多普勒频移快捕和跟踪

GMSK信号具有良好的频谱和功率特性,特别适用于功率受限和信道存在非线性、衰落以及多普勒频移的数字卫星移动突发通信系统。本文提出了一种GMSK信号的多普勒频移快捕和跟踪方法。该方法根据突发通信时帧结构的特点,采用独特码和FFT并行处理信号能量检测、帧同步检测和多普勒频移快捕,并采用判决反馈PLL环跟踪多普勒频移的变化。仿真结果表明,多普勒频移在-Rb／2～Rb/2范围内变化时,与理论值相比,采用该方法的准相干解调器误比特率Pb 性能恶化仅为0．3dB。在信息速率Rb=9．6kbps时,多普勒频移速率可达4000Hz／s。

GMSK混合信号时延的并行估计算法

在GMSK信号线性近似的基础上,提出一种GMSK混合信号时延的并行估计算法。利用过采样混合信号的自相关函数建立平坦衰落条件下GMSK混合信号时延参数的并行估计方程组,并推导了并行时延估计的克拉美劳界。针对估计方程组中GMSK成型滤波器的复杂非线性特性,采用多项式拟合方法进行简化并利用收敛速度较快的梯度下降法进行数值求解。仿真结果表明该算法对GMSK混合信号时延参数的估计较准确,其估计误差方差与时延估计性能的克拉美劳界较为接近。该时延并行估计算法具有不需要前导字、计算量较小的优点,为混合信号的进一步盲处理打下基础,具有实际意义。

GMSK跳频通信跟踪干扰性能分析

对FH-GMSK(Frequency Hopping-Gaussian Filtered Minimum Shift Keying)通信系统进行了研究,分析了FH-GMSK通信系统的基本原理和系统模型;对跳频通信中的跟踪干扰进行了研究;在Simulink下搭建了FH-GMSK通信系统和跟踪干扰模块;分析了在不同时间延迟和不同信噪比下跟踪干扰对FH-GMSK通信系统的误码率性能。仿真结果表明,在信噪比一定的情况下,时间延迟为零时,跟踪干扰效能最佳,随着时间延迟的增加,误码率逐渐下降,当时间延迟大于跳频驻留时间时,干扰失效;而当时间延迟一定时,随着信噪比的增加,误码率始终保持在0.3以上,给FH-GMSK通信系统造成极大的威胁。

GMSK信号的后解码相干解调

为提高现有通信系统中高斯最小频移键控(GMSK)信号的接收性能,提出了一种基于后解码的GMSK相干解调方法。对于接收到的GMSK基带信号,首先完成相位和载波的同步,将信号的初始相位补偿到零相位;然后通过交替抽取GMSK基带信号的虚部与实部幅度采样值完成信息提取;最后通过后续解码处理完成信号解调。仿真表明,在误码率为10^(-3)时,基于后解码的GMSK解调性能仅比预编码GMSK相干解调差0.5 dB,与传统基于维特比迭代处理的GMSK相干解调性能基本相当,但算法实现更为简化,有利于在现有非相干解调GMSK通信系统中的性能提升实现。

基于GMSK调制慢跳频通信系统的软件无线电实现结构及性能分析

探讨了慢跳频通信系统的软件无线电实现结构,将GMSK调制方式引入到跳频软件无线电的前端,利用其高频谱效率特点实现高速率的数据传输.分析了该系统发送端与接收端实现模型,对全系统的数字化实现做出了理论分析.针对跳频产生的相位不连续情况,采用了Viterbi非相干解调算法.对这一系统主要模块给出了数学分析,经计算机模拟仿真获得其误码性能,结果令人满意,证明该方法行之有效,具有一定的理论意义和应用价值.

GMSK调制解调的数字实现方法

分析了高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制解调存在的问题,研究了其原理与特点; 详细阐述了其在移动通信中的数字实现方法; 给出了用FPGA实现的框图和GMSK数字解调方法,以及调制解调过程中各部分的实际仿真波形.

基于软件无线电的GMSK调制解调位同步算法

研究改进了一种基于软件无线电的GMSK调制解调全数字位同步算法。改进的位同步算法只需要简单的平方和累加运算,算法结构简单,能降低对硬件的要求,适合实现可重复软加载全数字解调。实验结果表明,此算法比数字锁相环方法实现起来更简单、更方便,同步效果也较好。

GMSK调制技术及其在遥测中的应用分析

高斯最小偏移键控(GMSK)调制技术是一种高频谱效率的调制方式。研究了GMSK的基本原理及其调制解调技术。在仿真环境下对GMSK的调制、解调和同步模块建立了仿真模型,分析了其频谱和误码特性,并与脉冲编码调制-调频(PCM-FM)、四相移相键控(QPSK)比较。仿真结果表明GMSK具有更好的频谱特性,通过选择合适的高斯滤波器归一化带宽(BT)指数,可获得解调性能与带宽效率的折中。分析了GMSK调制解调技术在遥测中的应用。

GMSK跳频通信干扰模式分析及仿真

研究了GMSK调制方式在跳频通信应用,结合跳频通信中常见VHF跳频电台的工作模式,在Simulink下模拟仿真了基于FH-GMSK调制的VHF跳频电台发射和接收模块,给出了在不同信噪比下的误码率;研究了VHF跳频电台存在的敌意干扰,包括跟踪干扰和阻塞干扰,建立了上述干扰的模型,并在Simulink下构建了干扰模块,同时给出了相关的仿真频谱图,为进一步研究干扰识别中频谱特征提取打下了基础。

一种软件无线电GMSK非相干接收机

本文给出了一种适用于软件无线电的突发模式非相干GMSK接收机。该接收机可以在很短的前导字序列内完成载波和符号同步,采用线性近似的非相干检测算法来对非线性的GMSK信号实现解调。该接收机采用前馈结构实现快速同步,同时具有较低的计算复杂度和相对优越的性能,适合于在线性软件无线电接收机平台上实现。通过仿真给出了该接收机与几种典型GMSK接收机的性能比较,并且在实际软件无线电平台上得到验证。

基于线性近似的GMSK信号调制

GMSK是目前在移动通信中较广泛的一种信号,由于它采用高斯滤波,相位调制和部分响应信道,因此属于非线性调制,实现起来一般比较复杂。本文根据GMSK信号的线性近似,给出一种新的实现处理方法,仿真结果表明该方法具有良好的近似程度。

GMSK+PN遥外测体制的性能分析

考虑到现有测控体制的带宽效率较低,研究基于高斯最小频移键控(Gaussian Minimum-Shift Keying,GMSK)+伪码(Pseudo-noise Code,PN)的新一代遥外测体制,以提高测控系统的带宽效率.首先描述了GMSK+PN信号的调制原理,将遥测数据的GMSK相位和伪码测距信号叠加后调制在同一载波上,实现了二者的同流传输.接着简述了GMSK+PN信号的解调原理,接收机经GMSK解调、测距信号重建和测距信号解调,得到遥测数据和伪距.然后对GMSK+PN的调制、解调进行仿真,得到了不同参数下的频谱特性、遥测误码率和测距精度等性能,并分析了性能与滤波器参数值、测距信号加权因子、测距成形脉冲、伪码码率与遥测码率的比值等参数取值之间的约束关系.最后给出调制参数的取值建议.结果表明,GMSK+PN体制具有很高的带宽效率,与现有航天测控体制相比,带宽降低22%以上,特别是在非线性信道下的优势更为明显.

一种适合软件无线电的GMSK时钟和载波相位联合估计算法

利用最大似然估计准则,针对GMSK提出了一种不需要前导字的前馈载波相位和时钟误差联合估计算法,可用于通用的软件无线电结构.给出了这种算法的性能仿真,结果表明算法的误差方差接近参数估计的理论下界———修正Cramer-Rao下界,在高信噪比下比目前其他算法的性能更优,而且可以工作在更低采样率下.算法复杂度低,可以节省硬件资源,增加软件无线电的信号处理带宽.