LFM-MPSK雷达通信一体化系统时频联合同步技术研究

相比于传统的单一的雷达或通信设备,雷达通信一体化系统具有易集成、小型化、高谱效等优势,其中基于线性调频的一体化信号的系统方案应用广泛。在一体化系统通信功能实现方案中,传统的同步技术会降低通信速率。针对这一问题,设计了一种包含两类线性调频载波的一体化信号,并利用线性调频良好的自相关特性,提出了一种基于Costas环的时间和载波频率联合同步技术。在该技术中,首先设计了基于线性调频的Costas环结构,实现对两类调频载波的跟踪,然后根据两类载波的频率信息反演出通信时延和载波频偏。仿真结果表明,该同步技术在不影响通信效率及雷达性能的情况下,可实现一体化信号的时频联合同步,且误码率与传统同步技术的性能相当。      

基于DLL的MC-SS系统同步新算法

构建了多载波扩频(Multi-carrier Spread Spectrum,MC-SS)系统的收发端模型,并对模型进行了简要地分析。针对MC-SS技术现有的符号同步方法,提出了一种基于扩频信号结构的MC-SS系统符号同步新算法。该算法利用MC-SS系统的时域结构,直接在不进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)变换下对时域信号进行捕获、跟踪。采用多次驻留的搜索、捕获算法得到符号同步的初始同步位置,然后采用延时锁定环(Delay-Locked Loop,DLL)进行相位的精密跟踪。通过仿真分析表明该同步方法同步精度高,易于实现。     

基于煤层瓦斯超声检测的脉冲压缩技术

对于目前常规超声检测诊断时高频超声信号难进入煤层内部,低频超声信号检测精度较低的情况,提出了脉冲压缩技术,主要是线性调频脉冲压缩信号。该技术可以有效提高系统的信噪比和检测精度。本文首先对脉冲压缩和线性调频脉冲信号进行了介绍,然后研究了线性调频信号的压缩过程及其压缩方法。     

一种宽带相控阵雷达合成高分辨率波形方法

宽带线性调频信号在宽带相控阵雷达宽角扫描应用时,由于天线孔径渡越时间的影响会出现目标距离像的散焦,一种有效的方法是采用少数几个带宽较窄的线性调频信号合成带宽,以满足系统大瞬时带宽的需要。本文先提出了利用少数几个线性调频信号Stretch处理后的信号合成带宽的原理,并针对目标高速运动情况的合成带宽处理方法进行了分析,提出了联合估计目标速度与子脉冲合成带宽的方法。计算机仿真实验表明本文对少数线性调频信号Stretch处理后回波合成带宽是有效的。     

基于DSP的线性调频信号的脉冲压缩

对基于DSP实现的线性调频信号的脉冲压缩技术进行了研究．分析了线性调频信号脉冲压缩技术的工作原理．给出了线性调频信号脉冲压缩的理论仿真和调频信号脉冲压缩在DSP中的实现方法,并验证了二者结果的一致性。     

FH-OFDM系统同步算法研究与FPGA实现

研究了FH-OFDM系统的跳频同步方法和定时同步方法。跳频同步中利用GPS同步脉冲保证了接收机的时间基准。定时同步中使用了基于最小均方差的判决方法,对匹配滤波器进行了改进,有效地减少了载波频偏的干扰,并针对FPGA应用对算法进行了简化。对FH-OFDM同步系统进行了FPGA实现,性能测试结果表明该同步实现方法可以快速准确地检测到信号帧以及各个符号的起始位置。     

端到端语音加密通信的同步信号设计

在语音加密通信过程中,接收方需要通过信号同步来实现精确的解密并恢复出语音信号,而现有方法精确度低且运算量大。为了解决端到端语音加密、解密过程中的同步问题,设计了一种新的基于线性调频信号的同步信号结构。该同步信号是基于带宽经过筛选的线性调频信号产生,避免了因为添加同步信号而使带宽扩展的问题。同步信号结构由两种不同长度的线性调频信号组合而成,不同的组合形式又会产生不同的同步效果。这种结构设计大大提高了同步的精确度和减少了同步运算量。理论和实验证明：该方法可以实现对接收信号帧起始位置进行精确地定位;不会展宽和影响语音信号的频谱;可以透过语音编解码器传输;具有一定的抗噪声性能;运算量比原始结构的同步信号大大减少。     

单个线性调频脉冲信号测速方法之研究

对单个线性调频脉冲信号测速进行了研究，分析了线性调频脉冲信号的处理过程，得到匹配滤波输出信号的峰值幅度模型，提出利用双通道数字滤波器实现单个脉冲测速的方法，并给出了利用匹配滤波输出信号的幅度信息计算多普勒频移和目标速度的表达式，最后通过数字视频信号仿真证明了该方法的正确性。     

基于切趾滤波的线性调频步进信号栅瓣抑制方法

 在线性调频步进信号中,相邻子脉冲间的频谱重叠将导致脉冲压缩后出现较强的栅瓣,弱小目标可能被强目标的栅瓣所遮掩。为此,该文通过分析线性调频步进信号自相关函数的组成,提出一种新的对子脉冲加权后信号进行切趾滤波的栅瓣抑制方法。通过对子脉冲频谱采用不同的窗函数加权,改变子脉冲信号自相关函数旁瓣符号,进而改变调频步进信号栅瓣位置处的符号,通过多组不同加权结果的对比,利用切趾滤波的思想实现栅瓣的识别与抑制。数值仿真和实际图像处理证实了该方法的有效性。     

脉冲压缩雷达距离多普勒耦合对测距影响分析

根据线性调频脉冲及其匹配滤波器的时域和频域特性,首先从原理上分析了线性调频雷达脉冲回波信号由于多普勒距离耦合的影响,经过匹配滤波器后产生附加延时而引起的测距误差.然后给出了距离多普勒耦合的雷达距离修正公式,并通过仿真和雷达实际跟踪数据对雷达距离修正公式进行了验证.最后给出了工程应用中校正脉压网络固定延迟、脉压网络输入端线性调频脉冲信号多普勒频率的变化以及正或负斜率线性调频脉冲信号等方面应注意的问题.     

高速运动环境TDMA卫星通信同步控制技术

分析了高速运动对TDMA卫星通信系统造成的影响,提出一种适用于高速运动环境的TDMA卫星通信同步控制技术。利用装载平台的导航信息辅助实现多普勒频偏的快速捕获,结合TDMA卫星通信特点完成多普勒频偏的跟踪补偿,同时使用多普勒频偏估计并修正运动引起的定时误差,可以在不改变TDMA卫星通信网现有其他设备技术状态的情况下,消除高速运动产生的影响,实现高速运动环境下TDMA卫星通信终端的快速入网和同步保持。     

基于DDS技术的LFM信号仿真研究

简单介绍直接数字频率合成(DDS)技术和Simulink仿真系统的特点及背景,阐述DDS的基本工作原理并对它的调制机理进行了分析;在Simulink环境下建立了DDS的LFM信号的动态仿真模型,分析DDS动态仿真LFM模型中各模块的功能和来源;对所建系统进行了仿真实验,在实验的基础上分析仿真结果,为研究和设计直接数字频率合成系统提供理论和实验基础.     

Least-Squares Channel Estimation for Mobile OFDM Communication on Time-Varying Frequency-Selective Fading Channels

A least-squares (LS) channel estimation (CE) technique for mobile orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) communications over a rapidly time-varying frequency-selective fading channel is investigated in this paper. The proposed technique keeping the comb-type pilot arrangement can achieve a low error probability by accurately estimating channel impulse response (CIR) and effectively tracking rapid CIR time variations. The LS CE technique proposed here is conducted in the time domain (TD). Meanwhile, a generic estimator is serially performed block by block without assistance from a priori channel information and without increasing computational complexity. By taking advantage of linearly frequency-modulated (LFM) or pseudorandom signals transceived for jointly sounding pilot subchannels, the proposed LS CE can inherently perform pseudonoise (PN) matched filtering (MF) to suppress multipath interference (MPI) caused by frequency-selective fading and intercarrier interference (ICI) resulting from data subchannels. The optimality of the proposed technique is verified by taking Cramer–Rao lower bounds (CRLBs) into comparison both on noise- and interference-dominant signal-to-noise ratio (SNR) conditions. In addition, the dual optimality of the LFM and PN pilot symbols is verified for both TD and frequency-domain (FD) CEs. Furthermore, the proposed technique also exhibits good resistance against residual timing errors occurring with the discrete Fourier transform (DFT) demodulation. Extensive computer simulations in conjunction with statistical derivations show the superiority of the proposed technique.      

A modified PN code tracking loop for direct-sequencespread-spectrum communication over arbitrarily correlated multipathfading channels

A modified fully digital pseudonoise code tracking loop is proposed for direct-sequence spread-spectrum communication. By taking advantage of the inherent diversity, a modified code tracking loop is embedded into a RAKE receiver in order to avoid problems caused by unstable locked points of error signals. Such unsteadiness of locked points often occurs with a conventional code tracking loop because the error signals may be randomly biased by multipath fading. Thus, a robust pull-in capability can be provided over a time-variant fading channel where multiple propagation paths are arbitrarily correlated. Furthermore, an effective multipath interference regeneration and cancellation technique is also proposed to improve the error characteristics of the proposed technique. Analytical expressions of the error characteristics and error signals are derived and then confirmed by means of extensive computer simulation results. In addition, several simulation results for the timing jitter and the mean time to lose lock are also presented. The very attractive behavior obtained using the proposed technique is verified     

线性调频信号干扰仿真

线性调频信号能够成功地解决雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾,因而在许多常规体制雷达以及新体制雷达中得到广泛应用。由于线性调频信号的脉冲压缩网络对噪声及常见干扰具有很强的抑制作用,所以采用这种信号的雷达具有很强的抗干扰能力。在分析了线性调频信号的时域、频域特性的基础上,研究了射频噪声干扰、卷积调制干扰、移频干扰和延时干扰的干扰效果,通过仿真及各干扰样式之间的比较,总结出了,最佳干扰样式。     

具有同步跟踪功能的单用户TH-SS PPM超宽带系统性能分析

目前超宽带系统均假设已知发射机与接收机之间准确的传播时延,收发双方完全同步,而任何系统收发双方必然存在同步误差.该文针对这一点,提出了一种具有同步跟踪功能的单用户TH-SS PPM超宽带系统,设计了同步跟踪方法,推导出了系统中存在同步误差时,解调器输出端信噪比计算公式和系统BER表达式.理论分析与仿真结果表明,系统BER与同步误差大小有很大关系,同步误差越小,系统BER越小.     

基于循环相关变换的多径LFM信号检测与参数估计

该文针对多径条件下线性调频(LFM)信号,首先给出了信号模型,然后介绍了一种变换循环相关变换,接着结合逐次消去技术提出了基于循环相关变换的多径LFM信号检测和参数估计实用算法,该方法可准确地估计多径情况下LFM信号参数、各径时间延迟和衰减因子参数,有效地抑制了各径相关交叉项的影响。计算机仿真结果表明了该算法的有效性。     

一种基于改进DD-RLS的非线性相位噪声追踪算法

在相干光纤通信系统中,为了提高接收端的相位追踪算法性能,提出了一种相位追踪算法——基于改进的判决导向递归最小二乘(DD-RLS)算法,将改进的DD-RLS算法和非线性前补算法结合应用于WDM相干光纤系统中抑制交叉相位调制(XPM)。传输仿真结果表明:该算法能够有效抑制系统中的XPM效应,在1000 km的11个信道的波分复用(WDM)系统传输中,相比传统DD-RLS算法,该算法能够更好地追踪相干WDM系统中的非线性相位噪声,信号Q~2值提高了0.8 dB。     

无线光通信ATP演示实验系统

针对空间无线光通信中捕获、瞄准和跟踪（ATP）技术的粗跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求,为项目进一步工作提供基础,搭建了无线光通信ATP演示实验系统,分别对粗、精跟踪子系统进行了详细的介绍,利用该系统进行了运动目标的模拟跟踪实验。结果表明：粗跟踪可将运动误差控制在200μrad之内,使光目标始终维持在精跟踪视场内,精跟踪可将系统误差控制在15μrad,可满足通信需求。