基于改进CEEMDAN的应答器上行链路信号降噪研究

针对在高速铁路复杂电磁环境中应答器上行链路(balise uplink,BU)信号传输受扰的问题,提出了一种基于自适应白噪声完备经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)与小波包自适应阈值的联合降噪方法。首先,采用CEEMDAN算法将模拟BU信号分解为12个模态分量,根据相关系数判断分量为相关分量或无关分量;然后,相关分量经小波包降噪处理后重构为降噪后的BU信号;最后,选用信噪比(signal-noise ratio,SNR)和均方根误差(root mean square error,RMSE)作为评价指标,将该方法与目前广泛采用的6种降噪方法进行对比,信噪比提高了0.4861~6.144 dB,均方根误差降低了0.0549~11.091。为检验该方法的实际应用效果,采用联合降噪方法对实测BU信号进行降噪处理。仿真验证和实验验证的结果表明,采用联合降噪方法降噪后的BU信号不仅噪声分量得到了有效去除,而且信号特征保存完好,证明该方法能够应用于解决实际BU信号受扰问题。

应答器在线检测分析系统的研究及应用

针对列车运行过程中偶发应答器信息收不到,且缺少有效测试手段的问题,研制了应答器在线检测分析系统。通过在应答器下方安装采集射频信号的检测天线,实现对应答器传输系统上/下行链路信号的实时采集;由安装在轨道旁的检测装置对采集信号解码,解析中心频率、振幅抖动、频率偏移、平均数据速率及最大时间间隔误差等指标;结合数据挖掘技术,采用同类分析法和多点对比法对数据进行处理,准确找出应答器信息丢失的原因及应答器传输系统的故障部位,达到提升应答器传输系统维护质量的目的。

基于长循环前缀搜索的5G上行控制信道同步算法

针对现代信号分析仪中5G新空口(NR)信号物理层的调制质量测试需求,并为了解决5G NR上行控制信道的同步问题,通过对5G NR物理层协议中的帧结构以及上行控制信道的特征分析,设计了一种基于长循环前缀搜索和解调参考信号参数盲检的同步算法。首先利用长循环前缀搜索确定出半子帧的起始位置,再由此位置结合时频分布特征提取解调参考信号,然后生成本地解调参考信号对其进行参数盲检,由盲检得出的时隙索引进一步确定出半子帧的索引,从而实现对帧起始位置的确定。最后利用信号分析仪采集数据并对算法进行仿真实验,结果表明算法可以有效实现5G NR上行控制信道的同步过程,并且计算量仅为传统算法的1%。

面向应答器传输模块测试的上行链路信号模拟器研究

应答器传输模块高速通过地面应答器时的接收性能测试是我国目前客运专线列控系统运用中亟需解决的问题。针对该问题,本文提出一种面向应答器传输模块测试的上行链路信号模拟器。首先分析应答器传输模块高速过点时的工作机理,深入研究车速对应答器传输模块高速过点时接收到的上行链路信号的幅度、频率和相位的影响,推导出应答器传输模块高速过点时实际接收到的上行链路信号表达式,然后提出基于自动测试系统和虚拟仪器设计方法的上行链路信号模拟器的软硬件实现方案。实际应用和测试表明,上行链路信号模拟器产生的信号和理论分析相符,可以有效地实现对应答器传输模块接收性能的测试。

TD-LTE终端性能优化

给出TD-LTE终端的优化方法,使其能连续、稳定、实时地测试演进型Node B(eNodeB)。该终端由1个现场可编程门阵列和2个数字信号处理器构成,能够实现手机物理层的上下行链路。在测试TD-LTE终端时,可以模拟手机发送上行数据给NodeB并处理eNodeB发送的下行数据。采用搬移内存、硬件加速和分布式多核计算的机制,实现物理下行共享信道和上行共享信道(PUSCH)的优化。

应答器上行链路信号实验系统研究

为满足铁道信号综合实验课程的研究性实验教学需求,考虑列车运行条件下的静态特性与动态特性而设计了应答器上行链路信号实验系统。基于虚拟仪器软件技术设计了人机交互模块,以STM32处理器、AD9854芯片为核心设计了信号发生模块,将示波器作为显示测试模块对输出信号进行测试验证,输出信号动态特性实测值与理论值误差在5%以内,能够满足实验教学需要。应用表明,该实验系统便于学生在实验室静态环境下掌握列车运行条件下应答器上行链路信号的波形特性,使学生实践能力和科学素养获得提高,取得了良好教学效果。

上行干扰条件下软限幅转发器中滤波器带宽的影响

研究了在上行干扰条件下软限幅卫星转发器中滤波器带宽对系统性能的影响。分别给出了信号、干扰和噪声的合成包络与相位的联合概率密度函数的计算方法 ,并通过对限幅器输出信号分别相对于合成包络和相位求平均 ,计算输出信号中包含的周期信号和非周期信号功率 ,从而计算小信号的功率压缩情况。通过应用专用仿真软件 ACOLADE,对在上行干扰条件下转发器中滤波器带宽对小信号压缩的影响进行了仿真 ,给出了小信号压缩相对于滤波器带宽的仿真曲线。

第五代移动通信控制信道极化码的设计

为解决第五代移动通信(5th generation mobile system,5G)场景下的极化码编码设计问题,通过对两种符合5G保准规定的控制上下行信道最大编码长度的极化码进行MATLAB仿真测试,通过对多种编码方式的平均编码时间进行比较,得到了最佳的极化码编码方式。结果表明:对于上下行信道来说,在码元长度一定的情况下,不实施比特反转的生成矩阵的编码方法的用时最短编码效率最高、用时最短。

一种改进的LTE上行信道估计方法研究

信道质量指示与混合自动重传请求应答是3GPP LTE系统中重要的反馈信息,在物理上行控制信道PUCCH中的传输采用联合编码和单独编码方式。当上行控制信息UCI单独编码时,CQI参考信号中嵌入ACK比特,减少了用于信道估计的参考信号并且降低了信道估计性能。针对此问题提出一种改进的上行信道估计解决方案,仿真结果表明了该算法在高速多普勒频移环境下依然具有较好的性能,该算法已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中。

Lyapunov指数算法在应答器信号混沌振子检测中的应用

针对为提高在强噪声环境下应答器上行链路传输信号的检测精度,利用混沌系统对初始条件敏感以及对噪声免疫的特性,将混沌振子应用到应答器上行链路信号检测解调中。结合微弱信号Duffing振子检测原理和应答器上行链路信号特征,给出了使用Duffing振子检测应答器信号的方法和步骤,并使用Lyapunov指数算法计算Duffing振子检测系统的临界阈值,定量判断系统的输出状态,实现应答器信号的解调。在理论分析的基础上,进行了实验仿真验证。仿真结果表明,基于Lyapunov指数算法的应答器信号混沌振子检测方法提高了阈值设置的准确性和效率,并确保了应答器信号检测的可靠性。

深空探测下行测距调制度变化的现象和机理分析

文章对统一S波段应答机下行测距调制度随上行信噪比以及工作模式的不同而不同的现象进行了分析,推导出计算公式,并和实测数据进行了比对。实测数据与文中的理论分析的结果是一致的。另外,文章也说明了测距下行调制度变化的具体计算公式将随不同应答机模型不同而不同。在设计计算时,应当对具体的应答机转发模型进行分析,而不能简单引用CCSDS标准所给出的公式。

LTE上行固定频偏的一种校正优化方案

按照LTE协议规定,终端侧在LTE上行链路生成SC-FDMA基带符号时,会产生1/2子载波间隔的的固定频偏,在基站侧需要对接收的时域信号做固定频偏校正。文中通过对LTE协议的相关分析,提出了一种优化方案,该方案使用三角函数的转换关系,对固定频偏校正算法公式中的复指数系数进行复用,最终达到优化FPGA芯片的BLOCK RAM资源的目的。

OFDMA系统存在定时偏移条件下的信干比分析

在OFDMA(正交频分多址)系统的上行链路,单个用户的定时偏移也会导致多用户干扰(MUI)。实际的OFDMA标准利用接收机与发射机之间复杂的闭环修正来实现高精度定时,从而将多用户干扰控制在可接受的范围内。文中考虑并分析了OFDMA系统存在定时偏移的各种可能情况,以及每种情况下的信号与干扰的功率比(信干比)。Matlab仿真证实了理论分析结果的正确性。

海事卫星上行信号测向的工程实现

结合海事卫星信号的信号特征,以相关干涉仪测向算法为基础,提出了一种海事卫星上行信号测向的工程实现方法,在一片FPGA中完成数字下变频、FFT实时运算、相位差计算等复杂运算,在一片DSP中完成相关干涉仪方位计算。与以往的方法相比,该方法解决了对海事卫星上行信号测向的问题,频率分辨率被提高到5.7 kHz;通过降低相位差的波动度和插值提高了方位的稳定度和精度;采取在DSP中完成方位计算的方式减少了FPGA器件数量。最后,试验结果验证了所提方案的实用性。

一种新型TD-SCDMA信号源的研发

基于时分同步码分多址复用技术的标准作为我国自主研发的第三代移动通信标准之一,即将进入广泛应用阶段。该文在介绍此通信协议和信号结构的基础上,提出了一种软硬结合,软件控制硬件的信号生成方式,着重论述了该系统的建模和实现。与设备商出售的专用信号源相比,这种方式有着灵活方便和价格低廉的优点。

一种快速检测海事卫星上行信号的方法

研究了一种基于时频瀑布图的快速检测海事卫星上行信号的方法。该方法全自动化、速度快、准确率高。

一种基于PN序列的OFDMA上行链路参数估计和信号检测方法

该文研究了OFDMA上行链路的频偏信道参数估计和信号检测问题,设计了一种OFDMA上行链路发射信号帧结构,信号帧的帧头由PN序列构成;提出了基于PN序列的频偏信道参数估计算法;并根据频偏信道参数采用时域最小均方误差检测算法进行信号检测。仿真表明:该文提出的频偏信道估计算法充分利用PN序列的相关特性,具有良好的抗噪特性、衰落信道适应性和高的估计精度;而时域最小均方误差信号检测算法也具有较好的误比特率性能。

无循环前缀正交频分复用多址上行链路处理算法

提出了一种无循环前缀正交频分复用多址(OFDMA)上行链路发射信号帧结构,为消除因无循环前缀造成的正交频分复用(OFDM)符号块间干扰(IBI),接收端对接收信号进行时域过采样,对过采样后OFDM符号中无符号块间干扰部分采用最小均方误差(MMSE)算法进行信号检测.采用最大似然估计算法进行时间同步和频偏参数估计,利用伪随机(PN)序列的相关性对信道参数进行估计.仿真证明:本文提出的频偏信道参数估计算法具有良好的抗噪特性、衰落信道适应性和高的估计精度,而MMSE算法也具有较好的误比特率性能.

基于LabVIEW的应答器上传信号特性的测试

利用LabVEWI平台,对PCI5122采集卡采集到的应答器FSK信号,按照欧标应答器测试规范的要求进行数据处理,并以图形的形式显示出来。

等离子体对通讯信号特征改变机理

以等离子体改变通讯信号特征为基本出发点,根据通用通讯信号特征参数,提出了利用等离子体改变通讯信号特征的基本思路、计算模型和计算方法。计算与分析表明,等离子体改变卫星通讯信号特征的原理是正确的,效果是明显的。