相移键控(PSK)信号软件检测的实现

在研究相移键控理论的基础上 ,对理想 PSK信号的软件解调进行了研究 ,通过对工程中非理想的二进制相移键控信号 ( 2 DPSK)的波形分析 ,实现了一种行之有效、通用性强的非理想 2 DPSK信号软件解调的工程化方法。

根升余弦脉冲成型正交相移键控信号关键参数估计

针对非合作通信中根升余弦脉冲成型正交相移键控(QPSK)信号关键参数估计难度较大的问题,利用估计出的功率谱及其直方图实现对载频、符号周期的快速粗估计,在此基础上根据包络谱特点利用Chirp-Z变换估计得到符号周期的精确估计值,引入奇异谱分析方法在信号去噪的基础上实现载频精确估计,以载频及符号周期精确估计值为基础,实现对根升余弦脉冲滚降系数的估计,并给出了基于子空间分解对信噪比和信号幅度进行估计的方法。仿真表明,该方法在较低信噪比条件下仍能达到较好的估计精度。

基于单PD直接检测Twin-SSB-QPSK信号的光纤通信系统

针对孪生单边带正交相移键控(Twin-SSB-QPSK)信号在光传输过程中的高成本问题,提出了一种在接收端采用单光电探测器(PD)直接检测Twin-SSB-QPSK信号的光纤通信系统。在接收端不需要采用光带通滤波器(OBPF)对Twin-SSB-QPSK信号的两路光单边带信号进行分离,而是利用直接检测的拍频效应,通过单PD直接检测孪生的两路光单边带QPSK信号产生相干叠加的单路16阶正交幅度调制(16QAM)信号。仿真演示了两路56 Gbit/s的QPSK信号叠加为一路112 Gbit/s的16QAM信号,并与传统的单路16QAM信号传输方案进行了仿真对比。仿真结果表明,该方案在降低系统器件要求和部署成本的同时并没有带来额外的功率代价。

钻井液连续压力波差分相移键控信号的传输特性分析

对随钻测量旋转阀的控制进行了逻辑分析,利用编码逻辑控制信号的积分运算及傅里叶正、逆变换,得到差分相移键控(DPSK)调制信号的函数表达式。根据通信原理,用调制信号控制载波相移构成DPSK信号的数学模型,分析了DPSK信号的频谱特性。对于水基钻井液,根据钻柱压力剖面将钻柱沿垂直方向划分为多个井段,通过对各个井段传递函数的分段描述,得到信号沿垂直钻柱分布的数值解。分析了信号传输距离、钻柱内径、载波频率、钻井液黏度及含气率对信号传输的影响,并对数值计算结果进行了分析。数值计算表明,钻井液黏度和含气率对信号传输的影响最大。对DPSK压力信号的井筒传输特性进行了研究,利用传输特性可以分析频带传输信号的传输效率和失真度以及钻井液参数对信号传输的影响。

基于FFT和多重信号分类算法的高精度相干光相移键控信号频率偏移估计算法研究(英文)

针对相移键控(MPSK)相干光通信系统中的频率偏移,最常用的两种算法是基于差分相位或者FFT最大值的算法,但是当数据长度较短时,两种算法均很难实现MHz的估计误差,这将使得后续载波相位恢复估计很难恢复原始数据。为满足MPSK系统中频率偏移估计算法高精度和实时性的要求,首次将多重信号分类算法引入该问题,提出一种基于快速傅里叶变换和多重信号分类的频率估计算法,该算法在数据较短时精度很高。利用基本原理和流程图对算法加以说明,并进行了20-GBaud/s QPSK相干光系统仿真实验验证算法切实可行。

钻井液压力多进制相移键控信号的数值建模及特性分析

通过理论建模和数值分析研究3种钻井液压力多进制相移键控(MPSK)调制方式应用于钻井液压力信号传输的可行性。利用二进制数据中相邻两位码元的组合形成携带四进制信息的数字基带控制信号,建立脉宽及脉位钻井液压力多进制相移键控调制以及正交相移键控(QPSK)多进制调制的旋转阀控制逻辑规则。通过构建钻井液压力多进制相移键控信号数学模型,研究3种MPSK信号的频域特性和传输特性。数值分析表明:由于脉位MPSK和QPSK调制方式带宽内信号能量比较大,适于数据传输;在井筒参数和载频相同条件下,钻井液信道对QPSK信号传输的影响要大于脉位MPSK调制,但从旋转阀转速控制角度分析,QPSK相对于脉位MPSK调制更容易实现,只是信号的检测和数据恢复技术相对要求较高。

基于时频分布的扩展的二元相移键控信号解调算法

在已有的扩展二元相移键控(EBPSK)调制信号模型基础上,从非平稳信号分析方法入手,对EBPSK调制信号的时频分布特性进行了详细推导,建立了EBPSK信号相位跳变与时频分布幅度的关系模型,利用该模型提出了基于时频分布的EBPSK解调算法,并给出了相应的解调器结构。对基于时频分布的EBPSK信号解调器性能进行了分析,讨论了解调器的判决门限选取方法。分析表明,基于时频分布的EBPSK信号解调算法不但简化了EBPSK解调器结构,获得了优异的EBPSK调制系统差错性能,而且为通信信号的非平稳信号处理提供了新的可行方案。

非平衡相移键控信号的调制识别算法研究

通信系统中具有非平衡相位键控特征的UQPSK信号与其他PSK调制方式的调制识别算法近些年受到了广泛关注。提出了一种基于二次方谱的非数据辅助自动调制识别算法,有效地利用离散谱线特征,将I/Q两路功率比2∶1～8∶1的UQPSK信号从常用的BPSK、QPSK、8PSK、OQPSK和π/4-DQPSK信号集中区分出来。算法特征参数门限划分不需依靠信噪比估计、非平衡因子估计等先决条件,并对不同载波频偏、码元速率和成型滤波系数的信号有良好的适应性。计算机仿真证明,算法对包含UQPSK的PSK类信号在信噪比5 dB以上有良好的识别效果(识别率≥90%)。

多分量相移键控信号码速率盲估计

为解决单通道接收机同时截获到同一频带范围内的多分量相移键控信号的参数估计问题,提出了一种不经信号分离直接提取各独立信号分量码速率的盲估计算法.从理论上推导了多分量相移键控信号的二阶共轭循环自相关具有线性特性,因此可以不受干扰地提取各信号分量的码速率;进而提出了简单而有效的谱峰增强方法,与基于二阶共轭循环自相关获得的谱峰相比,用此法获得的谱峰更为清晰.仿真实验表明:用提出的算法,当双分量信号功率比为11且信噪比为-5 dB时,码速率估计的正确率可达98%;尤其是在单分量环境下,该算法比现有算法的性能提高4 dB以上.

多进制相移键控信号小波包降噪的改进算法

多进制相移键控(MPSK)调制信号广泛应用于现代无线通信系统,但它在传输过程中会受到加性噪声的严重干扰,造成了信号解调的困难。为了提高MPSK信号的信噪比以正确解调出原始信号,对MPSK信号的小波包降噪算法进行了研究,提出了改进的阈值与阈值函数算法。重点考虑了分解层数与过采样倍数的关系,以及如何选取合适的小波基、阈值和阈值函数。仿真结果表明,改进后的算法与Donoho阈值与阈值函数算法相比在信噪比方面提高了约5 dB,同时误码率也显著降低。该算法非常适合用于无线通信,尤其是低信噪比下的非合作通信。

利用相移键控实现混沌通信

本文讨论了利用相移键控的方法进行混沌通信,提出了一种利用相移键控（2PSK）进行信号调制,在接收端用信号自身延迟处理解调的混沌非同步通信方法,并利用计算机进行了模拟计算。

单矢量差分幅度相移键控正交频分复用水声通信研究

为了在不牺牲通信带宽利用率的前提下,进一步提高水声通信质量,在描述高阶差分幅度相移键控调制技术和单矢量信号处理技术的基础上,基于矢量水听器和高阶差分调制技术,提出一种应用于正交频分复用(OFDM)通信体制中的高速水声通信系统。根据实际水域声速梯度真值,利用信道仿真软件建模实际水声信道,仿真研究通信系统在此信道下的通信性能。研究结果表明:对矢量水听器采集的声压和振速通道信号进行p+3vc线性联合处理可获得增益,单矢量差分幅度相移键控OFDM通信系统比标量差分幅度相移键控OFDM系统的通信效果有明显改善,验证了该系统的可行性和优越性。

二进制相移键控的异或门实现

本文结合二进制数字PSK信号和异或门的特点,组成了一个十分简单的异或门二进制PSK。其结构简练,外部辅助元件少,调试方便,且载波抑制也较好,比常规的模拟乘法器实现的PSK更具优越性。

无线信道中M元（D）PSK信号的多普勒相移估值与校正

本文提出了一种新的无线信道中Ｍ元（Ｄ）ＰＳＫ信号的多普勒相移估值与校正方案，分析了性能，展示了该估值器和校正器的分析和计算机模拟结果，并分析了校正后的误码特性。理论分析和模拟结果表明，该方法是一种有效的多普勒相移估值和校正方法。

一种短时突发PSK信号的自适应解调方法

短时突发相移键控(PSK)通信具有隐蔽性好、信道利用率高的特点,得到广泛应用。将已调信号非线性放大、限幅处理,使其幅度稳定在一定范围,基于锁相原理得到与已调信号同步的本地载波,是PSK信号解调相干载波恢复的常用方法。然而接收信号的非线性处理,会使PSK信号信噪比急剧下降,影响载波相位跟踪精度,给帧同步信号生成和码元抽取带来不确定性,导致误码率升高。针对常规方法存在的问题,提出了基于Hilbert变换的短时PSK信号自适应解调算法,通过信号归一化,在不降低解调信号信噪比情况下,确保载波恢复运算不受数据信号幅度的影响,具有恢复速度快、跟踪精度高、帧同步信号解调可靠、码元采样时间准确的特点。

基于最小二乘自适应算法的二进制差分相移键控解调方法

本文研究了利用自适应算法解调二进制差分相移键控(2DPSK)信号的方法。采用递归最小二乘(RLS)自适应算法,研究了自适应解调方法对二进制差分相移键控信号的解调及其性能。计算机模拟结果表明,基于这种算法的自适应解调完全可行且性能优越,而且便于用数字信号处理技术实现。

基于PSK调制的数字通信信号仿真分析技术

基于PSK调制的数字通信系统在无线通信工程实践中有着广泛的应用,由于受到各种条件的限制,从实际工程系统接收到的PSK数字通信信号在教学科研中不易获得,而PSK调制仿真数据则可以自己产生。在掌握通信原理和仿真技术的基础上利用Matlab实现对BPSK、DPSK、QPSK、DQPSK、8PSK、π/4-DQPSK、OQPSK等数字通信信号源的模拟仿真,可对调制体制、工作频率、传输码率、采样频率、信道特征等参数进行灵活设置,并按要求生成规定格式的DAT数据文件,可作为调制方式识别软件的训练和测试样本。结合模方谱、平方谱、四次方谱、八次方谱等谱线参数特征,同时结合星座图和眼图进行基于PSK调制的数字通信信号的调制体制判别和验证。

基于相移键控技术的旋转阀调控技术及仿真

为了进一步加快正交相移键控(QPSK)和多进制相移键控(MPSK)钻井液连续压力波信号调制过程中传输速率,提高带宽利用率,基于无线随钻测量系统对于传输速度和可靠性的需求,提出了钻井液连续压力波双周期QPSK调制方案。根据钻井液连续压力波的产生原理,分析了钻井液连续压力波双周期QPSK调制机理,构建了钻井液连续压力波双周期QPSK时域数学模型。对钻井液连续压力波双周期QPSK信号数学模型进行了频域特性分析。利用Matlab和Python的Scipy模块对钻井液连续压力波双周期QPSK信号方案进行了调制,根据模糊聚类算法,对仿真信号进行了解调。仿真数值分析结果表明:钻井液连续压力波双周期QPSK信号传输的传输速率比QPSK和MPSK钻井液连续压力波提高了一倍,带宽利用率提高了一倍。研究结果可为连续波无线随钻测量系统的研制提供理论指导。

光差分相移键控调制格式原理

DPSK(差分相移键控)调制格式是一种将信号调制到相位信息上的调制方式。与传统的OOK调制方式相比,DPSK最显著的优点是在达到相同的误码率(BER)时,对光信噪此的要求低了3dB。本文详细讲述了DPSK信号的产生、接收方式及特性。

复合海水信道偏移四相相移键控调制系统性能研究

水下无线光通信受到海水信道中吸收、散射和湍流的影响而降低了系统性能。目前的研究多独立地考虑衰减信道和湍流信道对信号特性影响,或者从理论公式上分析系统性能。本文采用更加符合真实信道特性的指数-广义伽马分布湍流信道模型,研究海水湍流信道下无线光通信偏移四相相移键控调制系统的误码率理论,建立了海洋湍流和衰减信道协同作用下的复合信道模型,通过模拟信号波形,统计误码率,对系统性能进行分析。结果表明,σ_(I)^(2)=2的强湍流下,具有载波特性的模拟信号优于开关键控调制的数字信号,且与二进制移相键控相比,偏移四相相移键控可获得约3 dB信噪比增益。σ_(I)^(2)=0.2的弱湍流下,水质衰减系数为c=0.151 m^(-1)的偏移四相相移键控系统在接收信号信噪比为20 dB时,可实现误码率在10^(-3)以下的50 m可靠通信。相同湍流条件下,误码率随链路距离增加成线性劣化。同时,海水水质对系统BER影响很大,湍流强度为σ_(I)^(2)=0.2,湍流相干时间τ_(0)=10 ms的纯海水信道中,接收信号信噪比为10 dB左右时,可实现误码率在10^(-3)以下的40 m可靠通信,而在沿海海水无法正常通信。