基于输出信噪比门限的自适应广义选择合并的性能分析

介绍了各种基于输出门限的GSC合并方式:MS-GSC、OT-GSC、MEC-GSC,并对其在独立同分布瑞利信道下的误码率、功耗、实现复杂度进行分析比较。这几种方案都继承了GSC低设备复杂度的特点。利用输出信噪比门限对整个系统的性能和功耗上进行了进一步的权衡。

基于信噪比门限的车载协作通信功率分配优化方案

在车联网中,车流量的实时改变以及安全信息的广播通信模式会对信道负载产生影响。当车辆密度较高时,信道的拥塞会导致安全信息的广播作用失效;当车辆密度较小时,采用大功率发送安全信息会导致能量的利用率较低。针对该问题,提出基于信噪比门限的车载协作通信功率优化分配方案。首先,建立通用的交通流信道模型;然后,根据信噪比捕获效应模型来确定合适的协作节点;最后,通过系统的中断概率推导出源节点功率和协作节点功率分配表达式。数值分析表明,该方案在车辆密度较小时与等功率分配方案相比,总功率降低11.5 dBm,在车流密度较大时与等功率分配方案相比,平均信道容量提高57 bit·s-1·Hz-1。

无线传感器网络链路通信质量测量研究

首先分析了传统链路测量方法所存在的问题,提出了均值RSSI(接收信号强度显示)、均值LQI(链路质量显示)测量法,通过测量及计算RSSI、LQI的均值,可以较为准确地获得链路通信质量信息;其次构建了发送功率改变、硬件校准改变、周围环境改变和并发干扰等实验案例,分析了均值RSSI、均值LQI在上述案例下的测量性能,定义了链路测量灵敏度,计算了均值RSSI、均值LQI的灵敏度值,对RSSI及LQI用于链路通信质量测量和性能评估做出了全面的权衡。

相参脉冲信号频率估计算法研究

给出了一种适用于相参脉冲串的频率估计算法,通过脉内相关积累,提高了信噪比.分析了本算法实现相参频率估计的条件,推导了相应的信噪比门限的解析表达式,指出了信噪比门限与信号样本总数、占空比之间的关系.仿真结果表明:上述结论是正确的,在满足信噪比门限条件下,频率估计的精度接近相参脉冲串频率估计的克拉美-罗限.

基于混沌振子微弱信号检测的改进与比较

为实现强噪声背景下微弱信号的检测,利用混沌系统非平衡相变对系统参数的扰动和对噪声具有免疫力的特点,根据Holmes型的Duffing振子检测系统的检测原理以及Melnikov方法,对Duffing方程的非线性项进行了改进,非线性项取(-x3+x5)。改进后的系统相对原来的检测系统具有更低的信噪比门限,由原来的-92.5 dB降到了-111.5 dB。数值计算与仿真结果证明了该方法的有效性。

随机共振应用于窄带PSK信号处理的研究

非线性随机共振系统能够有效利用噪声能量增强微弱周期信号,可用于强噪声背景下的微弱通信信号检测。本文提出基于人工鱼群算法的自适应随机共振方法处理相移键控(PSK)信号,分别从算法应用于参数估计、应用于降低检测信噪比门限、应用于提高带内信噪比三个角度分析算法对PSK信号检测性能带来的提升,阐述了采样率在窄带PSK信号参数估计的随机共振中的作用。理论分析和仿真结果表明,对比传统谱线法其能够明显提升PSK信号参数估计性能,将参数估计信噪比门限降低3~6 d B,并具有良好的收敛性能。此外,验证随机共振直接处理窄带周期信号没有实际提升效果。

瑞利衰落信道有限状态Markov模型的研究

提出了一种能够准确描述瑞利衰落特性的有限状态Markov模型.通过对平稳概率的分析,给出了Markov模型中信噪比门限和状态总数的选取方法;通过对电平通过率等瑞利衰落特性参数的计算,得到了Markov模型各个状态的转移概率和错误概率.仿真结果验证了Markov模型描述瑞利衰落信道的准确性与有效性.

单载波GMSK信号的高精度频偏估计算法

在接收机中,频偏估计的精度决定了信号解调的准确性。GMSK调制作为深空通信的调制方式之一,复杂的空间环境对高精度频偏估计的实现带来了大的挑战.为了进一步提高GMSK信号频偏估计的精度,本文提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的高精度插值估计算法.该算法是一种非数据辅助类算法,不需要依赖导频序列,可以与数据辅助类算法结合使用.在GMSK信号的传输过程中,复杂的大气环境导致传输信道具有很低的信噪比。在低信噪比的信道环境中,估计算法要达到理想的精度,需要提高其抗噪声干扰能力.在本文中,高精度插值估计算法首先对接收信号进行FFT运算,得到接收信号的频谱信息,实现对信号频率的初步估计.之后将得到的FFT最大幅值谱线与其相邻谱线中心点的谱线值进行比较,将具有最大幅值的点作为峰值谱线.最后,对峰值谱线进行数学计算,得到估计的频偏值.本文提出的频偏估计算法可以提高抗干扰能力,降低噪声对有用信号的影响并减少误判情况,提高估计精度.利用计算机模拟该频偏估计算法的估计性能,仿真结果表明:所提出算法的频率估计精度优于其他现有算法,具有更加平稳的估计效果,降低了算法工作的信噪比门限,可用于各种环境下GMSK信号的载波频偏估计.

基于误码率分析的通信抗干扰能力预测研究

通信系统抗干扰能力预测是进行作战指挥部署的重要前提之一,其难点在于如何量化抗干扰能力的强弱并确定通信压制区域。文中利用MATLAB建立了基于BPSK调制方式的跳频与直扩通信系统仿真模型,并考虑其受宽带与部分频带干扰的情况,首先利用接收机输出端误码率求得各系统信噪比门限,其次依据超短波信号在接收机内部的处理过程进行适当的增益补偿,提出了一种对通信干扰方程进行修正的方法,即用信噪比门限等效替代压制系数,达到计算压制范围并量化预测抗干扰能力的目的。

基于循环平稳特性的BPSK信号角跟踪方法

针对测控数传一体化体制中低信噪比条件下的BPSK信号角跟踪问题,提出了基于BPSK信号循环平稳特性的角跟踪方法。通过对谱相关理论的深入分析,引入旋转系数这一概念,通过计算量相对较小的方法对和差通道信号进行处理,进而估计角误差值,完成角跟踪。仿真结果表明,理想高斯白噪声背景下,和差通道相关噪声为噪声总功率0.1倍时,该方法的角误差值估计门限可低至2 d B。

低信噪比下基于自相关函数的频率估计方法

提出一种基于自相关函数的频率估计方法.对归一化的自相关函数计算相邻共轭乘积,通过近似处理将乘积表达式中信号与噪声的相乘关系转化为相加关系,然后推导满足最大似然估计准则的窗函数,最后对乘积加权平均得到频率估计值.该方法主要优势是频率增大时依然保持较低的信噪比门限,频率越大优势越大.仿真结果表明在保证-1dB的信噪比门限前提下,估计范围仍能达到理论值的99%.进一步增强处理后,信噪比门限还能降低约1.5dB.同时满足了频率估计中的低信噪比门限和大估计范围两项要求.

重频参差相参脉冲串频率估计算法

研究了重频参差相参脉冲串的频率估计算法。通过脉内相关积累,提高了新序列的信噪比。对新序列的相位差按参差重数抽样平均,减小了等效的相位噪声方差,利用重频参差比解相位模糊,扩大了频偏允许范围,降低了算法的信噪比门限。分析了本算法实现相参频率估计的条件,推导了相应信噪比门限的解析表达式,指出了信噪比门限与信号样本总数、参差重数、参差比之间的关系。仿真结果表明:上述结论是正确的,在满足信噪比门限条件下,频率估计的精度接近相参脉冲串频率估计的克拉美-罗限(CRLB)。

基于分子带电力线载波速率最大化算法

在Q/GDW 1379.4-2013通信单元检验技术规范对载波通信单元功率消耗的限定要求下,为了有效提高低压电力集抄台区电能信息的采集速率,建设高速实时、双向智能的用电信息采集系统,提出了一种基于分子带的电力线载波速率最大化算法。以带宽2~30 MHz为信号载频,结合Homeplug AV规约下的子载波自适应调制方式,将相邻子载波进行逻辑分组为子带,以中值信噪比门限算法为基础,融入贪婪功率分配机制,合理分配分子带比特数,得到了最大化载波速率。仿真结果表明:较传统的信噪比门限算法和Homeplug AV自适应比特分配算法,提出的算法具有更高的载波速率,而相比于传统贪婪算法,虽达到的载波速率略低,却极大地降低了计算复杂度和硬件开销。

一种应用于无线传感网的频偏估计改进方法

为解决频偏估计中经典的M&M算法在频偏增大时信噪比门限变差的问题,提出一种改进的频偏估计算法。首先对自相关函数做预平均处理来降低噪声,然后利用预平均值做频偏粗估计,并利用粗估计值纠正相位来减轻相位模糊的问题,最后推导更加合理的窗函数并给出最终频偏估计表达式。仿真表明该算法的信噪比门限比M&M算法至少低-1 dB,且在频偏加大时仍然能保持较低的信噪比门限。在保证-3.5 dB的信噪比门限的前提下该算法的估计范围达到了理论值的90%,另外在最大自相关阶数较小时,估计精度门限优于M&M算法。该算法在M&M算法基础上的改进达到了预期效果,能同时满足无线传感网频偏估计中对低信噪比门限和大估计范围的要求。

被动合成孔径远程方位估计技术研究

针对水下自动航行器(AUV)物理孔径有限以及目标远程探测的需求,提出了改进的波束域被动合成孔径处理算法BDPSA。对水下航行器物理线列阵相继时刻测量的波束输出在相位补偿后进行同相叠加,不仅实现了波束输出能量峰值与期望目标方位的对应,而且合成出比AUV物理孔径大得多的有效孔径,从而突破了阵列孔径的限制,获得了比物理孔径高得多的方位分辨力和阵增益。通过对1、1/2、1/3和1/4波束宽度内双目标检测概率和分辨概率的仿真研究,结果表明:同现有的高分辩方位估计算法MUSIC和MVDR相比,BDPSA算法具有更低的目标分辨信噪比门限,不仅提高了低信噪比下的检测概率和分辨概率的性能,而且可以实现远距离目标高分辨方位估计,具有一定的应用前景。

基于改进波束域MUSIC算法的高分辨方位估计

波束域MUSIC算法在波束域高分辨目标方位估计算法中是最具代表性的方法.和阵元域处理相比,波束域处理具有计算量小、分辨信噪比门限低的优点.文中论及窄带信号的波达方向估计问题,提出了高分辨处理的一种改进的波束域MUSIC算法.仿真计算表明,这种改进算法改进了信号的分辨信噪比门限.

基于改进波束域MUSIC算法的高分辨方位估计

波束域MUSIC算法在波束域高分辨目标方位估计算法中是最具代表性的方法.和阵元域处理相比,波束域处理具有计算量小,分辨信噪比门限低的优点,文中论及窄带信号的波达方向估计问题,提出了高分辨处理的一种改进的波束域MUSIC算法.仿真计算表明,这种改进算法降低了信号的分辨信噪比门限.

一种裕量最大的高速载波比特功率分配算法

在国家电网公司Q/GDW 1379.4-2013技术规范对智能电能表载波通信单元功率消耗的限定要求下,为保障低压远程电力集抄台区本地通信链路的传输速率稳定可靠,给智能用电实时交互平台提供带宽支持,提出了一种裕量最大的高速载波比特功率分配算法。该算法以兼并窄带载波和宽带载波优势的G3-PLC技术为应用对象,使用约束注水法限定各子载波的传输比特数,根据时变的电力信道增益自适应调整比特功率分配方案,并响应通信服务质量QoS对系统误码率和目标传输速率的要求,结合信噪比门限算法对约束注水法进行界定和优化,得到了功率裕量最大化的表达式;仿真结果表明:提出的算法优于低反馈开销算法,能够适应低压电力线信道;在系统目标传输速率为200kbps时,达到了最大裕量值20,极大程度地降低了通信单元调制解调芯片实际的功率消耗。

DTMB系统的单频网接收性能预测

给出了一种基于信道容量分析预测DTMB多载波工作模式和单频网环境中接收信噪比门限的方法,并由实验室测试结果证实了该方法的准确性。根据这一方法,可以快速、准确地估计出单频网覆盖重叠区内的人工多径对接收信号性能的影响。

LFMCW雷达高精度测距相位差改进算法

介绍了基于相位差法的线性调频连续波(LFMCW)雷达测距算法的原理,针对其计算量大和信噪比门限高的问题,提出一种改进相位差测距算法。该算法在快速傅里叶变换(FFT)的基础上先使用线性调频Z变换(CZT)对峰值附近的窄带进行细化,避免误差可能导致的谱线之间的相位差模糊,提高抗噪声性能,再应用相位差算法作距离估计。与经典算法进行仿真对比,结果表明,该方法的测距精度比改进Fitz算法高一个数量级,信噪比门限比补零相位差算法低7 dB,且运算量有一倍以上的减少,适用于低信噪比环境下对检测精度要求较高的实时场景,有利于现阶段工程实现和推广。