基于MATLAB的理想π／4-DQPSK系统仿真

π/4-DQPSK能有效地进行差分解调和鉴频器解调,在一些不易提取载波的场合很有用。因此,利用仿真来研究π/4-DQPSK系统是必要的。文章从发射端到接收端对各部分提出了其数学模型并用MATLAB加以验证,得到的结果与理论相符。     

2007年《遥测遥控》总目录

第1期□论文与技术报告基于离散短时傅立叶变换的π/4-DQPSK信号解调………………………………姜萍,侯孝民(1)PCM/FM信号软件化解调算法研究………………………………刘东华,章兰英,侯孝民,郑海昕(5)软件锁相环的设计与应用………………………………………屈强,刘东华,杨君,杜汪洋(10)通用高速数据存储系统设计与实现………………………………………………刘东华,李秋娜(15)基于分数傅立叶变换的SAR成像算法研究……………李海宁,赵健,洪文,俞卞章,奚玮(20)星载ScanSAR天线指向稳定度对辐射校正的影响…………………………………魏杰…     

一种基于短时傅立叶变换软件解调的快速算法

提出一种基于短时傅立叶变换(STFT)软件解调的快速算法——基于全极点窗的递归算法,给出算法的理 论及解调流程,并通过仿真给出软件解调中全极点窗函数参数的选择结果。还讨论了几种不同的窗函数对解调性能的 影响,给出不同信噪比下的仿真结果。仿真结果表明,全极点窗递归算法解调效果良好。     

基于叉积鉴频器的π/4-QPSK信号数字化解调

π/4-QPSK差分解调方式在快衰落瑞利移动信道下,具有较相干检测更优的性能,且解调速度快。但是,在突发通信中有时却存在相当大的载波频偏,导致接收机不能正常工作。如果能采用叉积鉴频法对大频偏进行有效校正,则可将载波残差控制在允许的范围内,从而提高接收系统的非相干解调性能。仿真结果表明,基于叉积鉴频器的π/4-QPSK信号数字化差分解调方法可在大频偏突发通信中取得良好的解调性能。     

PCM/FM信号软件解调算法研究

针对PCM/FM信号解调的特点,研究一种基于短时傅里叶变换STFT的软件化解调方法。首先采用STFT检测f1和f0对应的频谱能量,再根据两能量谱的比较进行码元判决。详细论述软件解调系统的数字检测和码同步软件算法,分析算法的解调性能。仿真和测试结果验证了方法的有效性。     

π／4QPSK调制解调方式分析及应用

介绍了π／4QPSK调制解调方式的原理和一种查表式的调制算法以及π／4QPSK的差分解调方式。设计出π／4QPSK整个调制解调系统框图，并通过设计相应的MATLAB程序仿真了π／4QPSK调制解调系统，从而验证了该调制算法和差分解调方式的可行性和可靠性，得到了误比特率和误符号率曲线，并和用相同方法得到的QPSK误比特率和误符号率曲线进行了比较。文中还给出了调制算法和差分解调的相应程序段，供读者参考。文中的设计思想为π／4QPSK的DSP实现提供了一种方法。     

PCM/FM信号软件化解调算法研究

根据PCM/FM信号的特点,提出一种新的基于STFT的软件化解调算法。首先,利用STFT计算PCM/FM信号中f0和f1频点的能量,然后,根据两个频点能量的变化规律,实现信号的码同步及解调。论述此种解调算法的基本原理及实现过程,分析其算法的复杂度,提出一种新的码同步提取和修正的方法。计算机仿真结果表明,该算法不但能够有效地抑制实际信号中的各种干扰对码同步精度的影响,具有较好的解调性能,而且其实现原理简单,运行效率较高,便于实现软件化的实时处理。该解调算法在实际的PCM/FM信号的处理中收到了较好的效果,具有一定的应用价值。     

一种非对称PCMA信号盲分离算法

针对卫星通信中非对称成对载波多址(PCMA)信号的盲分离问题,提出一种基于同步挤压小波变换(SWT)的盲分离算法。该算法在混合多个信号前提下,首先按强信号进行同步,接着采用同步挤压小波变换提取时频曲线,最后去除混合信号中的噪声与强信号主频外的弱信号干扰,降低了强信号解调误码率。该算法具有在不具备协作通信方发送的信息序列的先验条件下,实现了非对称PCMA信号盲分离的特点。仿真结果表明,经本文算法处理后强信号解调误码性能比对混合信号直接硬判决时有较大提升。     

基于LMS自适应滤波的PCM/FM信号解调方法

通过分析PCM/FM信号特性,利用LMS自适应滤波算法跟踪信号频率,检测误差信号包络,实现信号解调。通过分析影响解调性能的关键参数,基于蒙特卡洛仿真得到相应的最优参数。与传统的叉积鉴频解调相比,基于LMS自适应滤波的PCM/FM信号解调方法抗干扰能力更强,且实现较为方便,具有一定的应用价值。     

基于维特比算法的GMSK信号非相干解调技术研究

GMSK体制是深空通信中的新型体制,它具有恒定的包络、优秀的频谱利用率和功率利用率。研究基于维特比算法的GMSK信号非相干解调技术,并在高斯白噪声信道下进行性能仿真。仿真结果表明,该解调算法性能优越,在信噪比Eb/N0=9dB时,GMSK(BT=0.5)信号的误码率性能可达10-4量级,优于传统调频方式约2.4dB。该解调算法已经在某深空测控演示系统中得到了试验验证,性能良好。     

基于分数傅立叶变换的SAR成像算法研究

当距离徙动较小时,合成孔径雷达(SAR)回波信号在方位向和距离向都可以转化为调频信号,据此提出一种基于分数傅立叶变换(FRFT)的SAR成像算法,通过距离向和方位向的特定阶次的FRFT,在两个方向上把回波信号同时近似地压缩为脉冲函数。理论分析和仿真数据结果表明,该算法计算简单快速,只需两次FRFT即在分数傅立叶域可以有效成像,并且成像精度优于传统的Chirp Scaling算法。     

基于重叠变换域的解扩解调

重叠变换域抗干扰技术在扩频通信体制中能够显著降低干信比。通常首先需要将信号变换到重叠变换域中,去干扰滤波后再将信号变换回时域进行解扩解调。虽然正变换与反变换都有相应的快速算法,但其效率不如FFT算法,运算量比较大。文章提出一种基于重叠变换域的解扩解调方法,不经过反变换的过程完成解扩解调,并对其做了理论分析和硬件测试。结果表明这种方法是可行的,而且解扩解调性能与时域接收机相当。     

GMSK信号的非相干解调技术研究

介绍了GMSK信号的两种非相干解调--1bit差分解调和改进型的Viterbi算法解调.通过计算机仿真对这两种非相干解调算法进行了研究,最后在相互之间进行了解调性能仿真比较.仿真结果表明,1bit差分解调算法完全能够实现对GMSK信号的正确解调, 改进型的Viterbi解调算法在解调过程中用MSK信号的相位路径进行高斯滤波后作为参考路径,并选取与接收信号的相位路径的Euclidean距离最小的作为解调路径,取得了良好的解调效果.在同等误码率要求下,改进的Viterbi算法比1bit差分解调性能具有更高的SNR优势.     

高速数传QAM解调器设计及应用

为满足国内外对高速数传设备的迫切需求,研究QAM体制在高速数传环境下的解调算法。采用并行滤波器架构及FFT架构对高速数据进行降速,并研究多种鉴相算法,以应对QAM信号在高速环境下的跟踪需求。经过实物设计验证,该解调器最高支持1.5Gb/s码率16QAM信号的解调,高斯白噪声下解调损失可控制在1dB以内。     

一种PCM/DQPSK信号的软件解调算法

由于计算机技术的飞速发展,通过软件的方法实现对信号解调已成为可能,大大拓宽了信号接收和处理的途径,为信号事后处理提供了有效的手段。提出了一种DQPSK信号的软件解调算法,通过估计信号的瞬时相位来提取调制相位信息,恢复出原始的调制码。计算机仿真表明,这种算法能够正确实现对信号的解调,并且解调性能良好,运行效率较高。     

低信噪比大频偏空间光信号的频率捕获研究

卫星相干光通信系统信号解调过程中,卫星相对运动会导致接收的信号光产生GHz量级的多普勒频移,信号光的远距离传输导致光信噪比极低,传统方法无法在低信噪比下补偿大范围多普勒频移,严重影响通信系统的能力。针对上述问题,本文提出了一种两段式频率捕获算法,该算法包含自动扫频和锁频控制两个阶段。自动扫频阶段通过本振光自动频率扫描将频差缩小至100 MHz量级;锁频控制阶段通过高精度的本振光频率控制与FFT变换,在低信噪比下继续缩小频差至MHz量级。仿真验证结果表明：该算法可在2 dB信噪比下补偿大动态范围的10 GHz范围多普勒频差,满足卫星相干光通信解调需求。     

一种群路突发信号连续解调位同步算法

窄带群路的突发信号解调的过程中,可以采用的位同步算法有很多种,这里介绍的群路突发信号连续解调位同步算法,是一种基于开环同步的位同步算法,解决了持续时间较长的突发帧信号的位同步问题。     

深空测控通信中GMSK体制非相干解调算法研究

针对深空测控通信中GMSK体制非相干解调损失较大的难点,提出了一种改进的GMSK信号非相干维特比解调算法。通过分析相位状态网格图中相位转移规律,建立理论仿真模型。通过原理样机的研制和测试,实测数据表明：该算法具有解调损失低、实现复杂度适中的优点;相比于理论的最佳相干解调算法,在误码率1×10 -4 量级下,实测仅损失0.6 dB。目前该算法已应用于国内某深空测控通信系统GMSK体制基带设备中,并成功解调出欧空局Herschel–Planck卫星数据。     

基于离散方波变换的脉冲星微弱信号周期性检测

为满足X射线脉冲星深空导航系统对脉冲星微弱信号周期性检测的要求,提出了一种基于离散方波变换(DSWT)的周期信号检测算法,并给出了其硬件实现方法.首先,通过对比DSWI和FFI变换核的相似性,证明了DSWT算法进行周期性检测的可行性,同时,研究了DSWT对白噪声的抑制作用;其次,DSWT的变换核仅取+1或-1,更适合硬件电路实现,给出了该算法的FPGA实现方法;最后,采用以Xilinx Spartan-3系列FPGA芯片XC3S2000为核心的开发板组成实验仿真系统,分别对实测和仿真脉冲星数据进行实验.结果表明:1.该算法可检测信噪比低于FFT算法;2.在信号输入完毕后3个时钟周期内即可得出计算结果,耗时比FFT算法少三个数量级;3.实现该算法所需的硬件资源少于FFT算法.     

一种应用三角内插技术的频率估计算法

Rife和Quinn等基于FFT的频率估计算法性能不够稳定,在部分频率点能获得满意的估计效果,但在其它频点估计性能恶化严重。本文将三角内插技术应用于频率估计,提出了一种新的基于FFT的频率估计算法,能够克服他们的缺点,非常适合于低信噪比条件下卫星通信信号的接收。该算法首先用FFT实现频率的粗估,再应用三角内插技术提高估计精度,最后对估计偏差进行修正,保证了估计的无偏性。仿真结果表明该算法能实现非常精确的频率估计,且估计性能不受信号频率的影响,在各频点上估计方差都非常接近克拉美劳界（CRB）,具有很低的工作门限。与时域估计算法相比,相同估计方差条件下该算法运算量低、易于实现。