强信号全覆盖下反射式强度型传感器信号调制设计

反射式强度型传感器在强信号全覆盖环境下常常受到干扰和影响,导致传感器信号的质量下降甚至失真,给后续的信号处理和数据分析带来了困难。对此,提出强信号全覆盖下反射式强度型传感器信号调制方法。首先,判断强信号全覆盖环境下传感器信号的稀疏性,并根据环境的干扰因素建立信号的观测矩阵,通过优化算法计算出稀疏向量的估计值,使用稀疏向量的估计值对观测信号进行补偿,得到补偿后的信号;然后,应用正交锁相放大技术,将补偿后的信号与严格正交的两路参考信号相乘,提高信噪比,获得增强后的信号;最后,利用连续相位多支路调制方法,对增强后的传感器信号展开比特信息分离、二维信号映射与载波相位调制操作,完成信号调制。实验结果表明,所提方法可扩展性强、稳定性高且抗干扰能力强。

一种基于CPM信号的调制指数分步联合估计算法

在CPM信号的非协作通信中,需要对接收信号进行精确的调制指数估计。针对传统的调制指数联合估计算法三维空间搜索复杂、不能实时估计的问题,提出一种分步联合估计算法,极大地降低了计算复杂度,能更好地满足实时性需求。

Multi-h C波段导航信号调制方式及性能评估

近年来,L波段(1164~1610 MHz)频谱拥挤日渐严重,我国北斗卫星导航系统可用资源明显不足,基于频谱资源的不可再生性,探索研究新频段迫在眉睫。鉴于目前C波段导航信号设计尚不成熟,各国对C波段卫星导航信号体制也都还处于探索研究阶段,我国有必要预先开展C波段卫星导航信号研究。处于C波段中5010~5030 MHz的卫星导航信号具有较少的频谱干扰、较低的电离层误差等显著优势,但仅有的20 MHz带宽对诸如射电天文业务(Radio Astronomy Service,RAS)和微波着陆系统(Microwave Landing System,MLS)等相邻业务频段的射频兼容性要求极为严苛。首先提出将多调制指数(Multi-h)的正交频分复用-连续相位调制(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Continuous Phase Modulation,OFDM-CPM)联合调制方式应用于C波段卫星导航;其次,在分析关键参数对Multi-h OFDM-CPM信号功率谱特性影响后,选取关联长度L为64、调制指数h为0.5的单调制指数(Single-h)OFDM-CPM(10)信号和h为[1/16,3/16]的Multi-h OFDM-CPM(10)信号作为C波段候选导航信号;最后,对包括兼容性、码跟踪精度、抗多径干扰在内的基础导航性能指标进行评估。研究表明,OFDM-CPM调制方式能很好兼顾C波段信号的带外约束性和导航性能要求,OFDM-CPM(10)h=[1/16,3/16]信号在所述各个基础导航性能指标上均表现最佳,在兼容性方面能弥补OFDM-CPM(10)h=0.5信号的略微不足。然而考虑到多调制指数会增加接收机复杂度,因此在C波段导航中,只有当接收机采用低复杂度检测算法时,Multi-h OFDM-CPM信号才会是比Single-h OFDM-CPM信号更佳的选择。

基于记忆因子的连续相位调制信号最大似然调制识别

为解决有记忆非线性的连续相位调制(CPM)信号调制方式识别精度低的问题,该文提出一种基于记忆因子的CPM信号最大似然调制识别新方法。该方法定义具有时齐马尔科夫性的映射符号,通过计算其后验概率构造记忆因子,进一步结合CPM分解和EM算法,推导出时间可分离,信道参数可估计的CPM信号似然函数。该调制识别方法所需符号数目少,适用信噪比范围广,识别CPM信号种类多且精度高,对相位误差鲁棒性强。仿真结果证明,当符号数目为200,信噪比为0 d B,相位误差任意时,该方法对8种CPM信号的识别率可达95%以上。

基于瞬时幅度特征的连续相位调制信号识别

针对非合作通信系统中连续相位调制(CPM)信号识别难的问题,提出一种CPM信号识别新方法。算法以信号的瞬时幅度谱为特征,结合谱线检测,实现了CPM信号与幅移键控(ASK)、正交幅度调制(QAM)、相移键控(PSK)、频移键控(FSK)信号的区分。算法无需各种参数估计及同步等预处理过程,仿真实验结果表明,在信噪比不小于4 dB时,CPM信号正确识别率达到95%以上。与已有算法相比,本文所提算法具有计算量小、实现简单和低信噪比下识别率高等优点。

一种适合于CPM信号的盲均衡与调制指数盲估计的联合算法

CPM是一种非线性调制技术,常用的线性盲均衡算法难以直接用来对该类信号进行有效的均衡.本文通过分析传统常模准则用于CPM信号盲均衡时存在的问题,提出一种适合于全响应CPM信号的线性盲均衡与调制指数盲估计的联合算法.该算法在使用线性均衡器对CPM信号进行均衡的同时,可以对未知调制指数进行准确的估计.算法的性能在计算机仿真实验中得到验证.

基于虚拟调制指数集的多指数CPM减相位状态检测

针对多指数连续相位调制(Multi-h CPM),提出了基于虚拟调制指数集简化相位状态的低复杂度检测方法。在接收端构造与发送端不同的调制指数集,并采用逐幸存路径处理的方法解决收发调制指数不一致所带来的失配问题。当虚拟调制指数的分母远小于实际发送信号的调制指数分母时,相干序列检测的相位状态可被有效简化,从而降低Multi-h CPM相干检测的复杂度。与简化相关状态的频率脉冲截断(FPT)算法联合使用,可进一步降低接收端的网格状态数。仿真结果表明,针对先进靶场遥测(ARTM)CPM信号可设计多组基于虚拟调制指数集的简化接收方案,其中,当虚拟调制指数集设为[3/4.2/4]时,网格状态数可由最优检测的512降低为64,性能损失小于0.05 dB。进一步联合FPT算法后,网格状态数可降为16,性能仅损失0.75 dB。

多指数连续相位调制定时相位联合估计

多指数连续相位调制(Multi-hCPM)是一种有效的恒包络调制技术,由于其相位连续的特性,信号带宽较小。利用ML方法在Walsh信号空间中进行Multi-hCPM符号定时和载波同步的联合估计,为了有效地界定该方法,还推导了Multi-hCPM的修正的CROB边界。仿真表明,该方法具有良好的性能。

多调制指数CPM信号的新分解方式及其准相干解调

针对卫星通信等资源受限的无线通信系统,研究了多调制指数连续相位调制(Multi-h continuous phase modulation,Multi-h CPM)信号的调制与解调相关问题。首先提出了一种新的分解方式来简化Multi-h CPM信号的调制过程,并给出了相应的周期性状态网格图。然后根据新的分解方式设计了一种适用于Multi-h CPM信号的导频辅助准相干解调算法,并从功率谱和误码性能两方面对所设计的Multi-h CPM信号和单调制指数CPM(Single-h CPM)信号进行了评估与比较。仿真结果表明:无论采用何种频率脉冲,Multi-h CPM信号都要比Single-h CPM信号具有更加光滑的功率谱曲线;仅两个导频符号辅助下,未编码Multi-h CPM系统较未编码Single-h CPM系统有将近2 dB的性能增益,且在低信噪比下,编码Multi-h CPM系统性能要比编码Single-h CPM系统好0.1~0.25 dB。

一种变指数连续相位调制系统方案

为了提高连续相位调制(CPM)方式下卫星通信系统发射功率的利用效率,提出了一种变指数连续相位调制系统方案。利用调制指数对CPM欧氏距离影响的原理,通过指数同步协议使用户终端的调制指数动态适应雨衰,从而达到尽可能利用发射功率的目的。对基于4进制2指数线性映射全响应CPM的具体设计方案的仿真表明:变指数CPM相对于传统的CPM具有更好的功率和带宽效率;在恶劣气候条件下,具有更好的连续通信能力。

基于零阶椭圆球面波信号的连续相位调制及性能分析

连续相位调制技术在卫星通信、深空探测、遥感遥测等航空航天领域具有重要应用,连续相位调制信号的性能通常取决于其基带调频脉冲信号。零阶椭圆球面波信号是时频域高能量聚集性信号,且该信号的时间带宽积可以灵活控制。结合连续相位调制原理,探索性地将零阶椭圆球面波信号应用于连续相位调制,与现有主要连续相位调制信号性能进行了对比分析。结果表明,与基于矩形脉冲、升余弦脉冲的连续相位调制最小频移键控信号、正弦频移键控信号相比,该方法所得调制信号的功率谱带外衰减和高频滚降可以更快,在含99.9%信号功率带宽条件下,系统频带利用率可分别提升13%和16%,且在全响应条件下系统的误比特率性能较好。

一种CPFSK信号调制指数估计方法

随着通信技术与通信方式的快速发展,通信信号调制方式与通信系统越来越复杂。复杂通信信号连续相位频移键控(CPFSK)由于其频谱利用率高,大量用于卫星通信等领域。针对复杂信号CPFSK的参数估计问题,提出一种基于李雅普诺夫指数的CPFSK信号调制指数估计方法。通过CPFSK信号李雅普诺夫指数与调制指数的数学关系模型,提取李雅普诺夫指数估计信号调制指数。仿真验证了算法性能,得到CPFSK调制指数估计均方根误差随信噪比的变化曲线。此方法计算复杂度低且实现简单,适用于CPFSK信号与常规频移键控(FSK)信号的调制指数估计。

连续相位调制的非相干复合网格解调算法

该文提出了一种基于复合网格处理的CPM信号非相干解调算法。该算法将CPM信号的基本网格图和相位旋转网格图合并组成复合网格图,并在复合网格图的单元网格之间引入状态耦合转移,实现了对CPM信号初始相位和频偏的有效跟踪。仿真表明,当单元网格数达到4个以上时,该文提出的非相干解调算法性能非常接近相干解调,且具有较好的频偏跟踪性能,对于载波恢复困难的盲解调情况具有实用意义。

连续相位调制解调器的线性调频信号延时补偿方法

现有的相位调制解调器补偿方法采用相位和控制频率相结合的补偿方式补偿线性调频信号时,由于计算时频率偏移估计值较大,导致解调器输出响应信号与给定输入信号的拟合度较低.基于此,提出了连续相位调制解调器的线性调频信号延时补偿方法.计算了连续相位调制解调器发送信号、信号携带相位和基带信号,建立了解调器模型;基于解调器模型,计算了线性调频信号和线性调频延时信号,确定了信号调频斜率以及瞬时频率与时间关系,分析线性调频信号延时的原因;计算了解调器总体相位、接收信号和频率偏移估计值,调整了频率偏移估计值的误差,当频率偏移估计值最小时,即可采用相位和频率补偿线性调频频率,完成连续相位调制解调器的线性调频信号延时补偿.实验结果表明:在相位补偿方式、频率补偿方式、相位和频率相结合补偿方式中,本文所提方法相较同步信号电路延迟补偿方法和基于CAN FD总线的补偿方法,补偿信号的幅值分别提高1.6 V和0.4 V,0.8 V和0.5 V,3 V和1 V,解调器输出响应信号与给定输入信号的拟合度更高.

低复杂度的Multi-hCPM调制指数同步算法

针对多指数连续相位调制信号的调制指数同步困难且算法复杂的问题,提出一种实现结构相对简单的低复杂度的Multi-h CPM调制指数同步算法。基于最大似然准则获得Multi-h CPM信号的调制指数同步误差和残留定时误差的联合估计,分别利用残留定时误差近似为零的性质与滤波器冲击响应量化函数来降低算法的复杂度,并进行性能仿真验证。仿真结果表明:该算法调制指数同步误差估计的性能良好,适用于全响应和部分响应的Multi-h CPM信号。

脉冲调制对连续波载波单边带相位噪声的影响

论述了脉冲调制载波信号的基本概念 ,通过数学运算 ,从频域。

网格编码CPM系统中基于联合网格的多调制指数样式设计研究

当前网格编码多调制指数连续相位调制方案呈现出较好的功率和带宽性能,其代价是接收机复杂度较高。在该方案中,如果将多个调制指数设计成特定的样式进行循环,而不是普通的周期使用,如此导致编码的有效长度增加从而能够得到更好的性能。本文在网格码与连续相位编码构建联合网格状态的基础上,对连续相位调制的多个调制指数样式进行了设计。通过进一步分析可以发现:联合编码器的有效长度和最小错误事件的欧氏距离得到大幅度提高。仿真结果表明:码率为1/2和2/3的四进制与八进制两指数CPM方案,要比单指数CPM方案分别能够获得1.4dB和1.7dB的性能增益。

基于近似熵的Multi-h CPM信号调制方式识别

多调制指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号是一类包络恒定、频带利用率高的非线性数字调制信号,在军用、民用通信领域均得到广泛应用,研究其自动调制方式识别(AMR)问题具有十分重要的意义。着重对基于近似熵技术的Multi-h CPM信号调制方式识别流程进行改进。对接收信号的预处理能够减弱系统对噪声的敏感性,提高系统在较低信噪比时的识别性能;采用"分段c值"的二维特征熵计算使系统综合不同c值在不同信噪比区间体现的性能优势,在整个信噪比区间体现出较使用单一c值更好的识别性能。考虑系统噪声和多调制指数同时变化对系统的影响,利用改进的识别流程对选定的多调制指数CPM信号集进行仿真验证,系统识别率在整个信噪比区间得到明显改善。

基于数据辅助的CPM信号调制参数估计

针对非合作条件下实现CPM信号相干解调,首先要准确估计CPM信号调制参数这一关键问题,该文提出了一种基于数据辅助的CPM信号调制指数与成型脉冲联合估计的新方法,使用符号间的相位差分消除CPM信号相位的记忆特性,采用最小二乘法获得调制指数和成型脉冲的联合估计。理论分析与数值仿真表明该方法是无偏的,当数据观测长度为N时,其估计误差以1/N的速率收敛到0。算法适用于全响应和部分响应CPM信号,具有良好的抗噪声性能。

通用CPFSK调制信号生成模块的设计与实现

介绍了通用ＣＰＦＳＫ调制信号全新生成方法及其软、硬件实现。基于同一硬件基础,结合专用软件,可以输出载频范围从几百Ｈｚ到几十ＫＨｚ内的ＣＰＦＳＫ调制信号,具有通用、高精度、性价比高等特点。