卫星终端分布式相控阵天线时延估计方案

针对卫星终端分布式相控阵天线系统的传统时延估计方案存在的问题,研究了基于合成信号的多路时延估计方案,设计了简化方案的动态调整策略,仿真结果表明该方案能够有效地提升时延估计的性能,算法复杂度较低,同时添加动态策略的时延估计简化方案能较好地减小系统误差。     

一种新的宽带跳频信号时延估计方法及精度分析

随着跳频信号的广泛应用,对其时延估计也日趋重要,其难度也越来越大,但目前建立的模型一般为窄带模型,且估计精度受采样时间间隔的限制,针对此问题,本文研究了一种跳频信号的新时延估计方法.该方法充分利用跳频信号特征,提取参考频率点处的相位差,利用相位差与时延的关系估计跳频信号的时延.仿真实验表明该方法的估计精度不直接受采样时间间隔的影响,可达到皮秒量级.该方法也适用于估计其它频域信息丰富的信号时延,且易于工程实现.     

基于子空间的宽带信号时延差与相位差估计方法

针对现有的Simple、Sumple等互相关类算法无法分辨多个信源的问题，结合子空间算法中的超分辨估计——Music算法，提出了基于子空间的子带相位差估计算法——Music-Simple。对Music-Simple算法的合成性能进行了仿真分析并与传统的Music算法进行对比，验证了Music-Simple算法的正确性。结果表明，Music-Simple具有分辨多个信源的能力，可以同时估计出多个信源在多个接收天线处的相位差，显著提升了对包含多个信源信号的合成性能。     

采用合成方法的多路信号自适应时延联合估计

本文关注的是多路信号之间时延差异的联合估计问题。不同于传统的自适应时延估计算法,本文以合成信号作为自适应时延估计的参考信号,给出了基于信号合成的联合自适应时延估计算法。同时本文推导和仿真了该算法时延估计的均值、学习曲线及方差特性。性能分析和仿真结果均显示,本文提出的基于合成的多路信号自适应时延估计为渐进无偏的时延估计。在不明显增加计算量的条件下,当算法收敛时,联合时延估计算法的方差显著低于传统的两路信号之间自适应时延估计算法方差。      

一种引入相位补偿的直接时延估计算法

在多天线信号合成技术中,合成系统需在中频完成各信号间时延差估计与补偿,以便进行信号合成,提高接收质量。分析发现,利用同一本振对两路信号下变频会引入新的相差,该相差将导致直接时延估计算法性能下降。通过在直接时延估计算法(ETDE)基础上增加一个相位补偿因子,将时延与相差进行解耦,利用相位补偿因子来修正相差,最终实现无偏时延估计。理论分析与仿真结果均表明,该算法能够不受相差的影响准确估计时延并进行跟踪,相比无相差下的直接时延估计算法,该算法的收敛速度提升1+3(ω/π)2 倍,并且估计性能改善3 dB以上。     

一种基于阵列天线的时延估计方法

本文主要讨论了无线通信中多径信号的时延估计问题，针对阵列天线，基于非线性最小二乘准则，我们提出了一种有效的时延估计方法，仿真结果表明该算法有较好的性能。     

天线组阵中基于循环相关的BPSK信号合成方法研究

深空网天线组阵中的干扰信号会严重影响信号的合成性能.针对全频谱合成方式下的SIMPLE合成算法,推导了干扰相关时合成信号的信噪比计算公式.分析了基于循环互相关的载波相位差估计方法,提出了BPSK信号循环自相关的相位差估计方法,并首次将两种方法应用到了天线组阵信号合成技术中.理论分析和仿真实验表明,在不增加额外计算量的基...     

GMSK混合信号时延的并行估计算法

在GMSK信号线性近似的基础上,提出一种GMSK混合信号时延的并行估计算法.利用过采样混合信号的自相关函数建立平坦衰落条件下GMSK混合信号时延参数的并行估计方程组,并推导了并行时延估计的克拉美劳界.针对估计方程组中GMSK成型滤波器的复杂非线性特性,采用多项式拟合方法进行简化并利用收敛速度较快的梯度下降法进行数值求解.仿真结果表明该算法对GMSK混合信号时延参数的估计较准确,其估计误差方差与时延估计性能的克拉美劳界较为接近.该时延并行估计算法具有不需要前导字、计算量较小的优点,为混合信号的进一步盲处理打下基础,具有实际意义.     

基于拟合的宽带跳频信号的高精度时延估计方法

结合目前跳频信号带宽越来越宽、跳频点越来越多的特点,文中提出了一种充分利用宽带跳频信号频域特征的直线拟合时延估计方法,并针对解模糊过程中存在的奇异点问题,提出了采用周期拟合的处理方法,实验和分析表明该改进算法能够实现皮秒量级的时延估计精度,且易于工程实现.     

欠采样下的多频带通信信号高精度载频估计

为根本解决当前主流的基于调制宽带转化器(MWC)的欠采样频率估计方法存在的3个问题,即采样通道数目多、载频估计精度低、信源频带分布稀疏度条件高,该文提出基于互素谱相位差校正的通信信号载频估计方法。通过将两路互素欠采样取代多路调制宽带转化器欠采样,克服了其耗费欠采样通道数目多的缺陷;基于此,既推导出全景谱谱峰位置与两路互素输出IDFT支路序号对的映射关系,又推导出相邻快拍下该序号对的IDFT相位差与载频值的解析关系,从而克服了主流方法的载频估计精度低的缺陷;通过将最小尺寸全相位滤波器对半分解方法融入原型滤波器设计,构造出两路并行互素谱分析器,还彻底克服了对信源频带分布稀疏度条件高的依赖。仿真表明,相比于主流方法,该文方法仅需耗费不足其1/2的样本数量,载频估计的相对误差降至其1/20以下。     

基于空频解耦的宽带DOA估计算法

宽带波达方向(DOA)估计是宽带阵列信号处理领域的热点问题,当宽带信号的距离分辨率与宽带孔径可比拟时,孔径渡越效应会成为影响宽带波达方向估计精确度的重要因素。基于宽带阵列信号在空域与频域间呈现线性耦合的特点,利用梯形变换进行解耦处理,并对解耦后数据相干积累进行 DOA估计。实验结果表明,通过对宽带孔径渡越效应的消除,宽带 DOA估计精确度显著提高。该算法具有较低的计算复杂度和较高的 DOA估计精确度,是一种有效的宽带 DOA估计算法。     

A novel smart antenna system implementation for broad-band wirelesscommunications

A novel design of smart antenna system with adaptive beamforming capability is introduced for broad-band wireless communication. To achieve high data throughput of the multi-antenna system, a parallel analog-digital (A/D) signal processing scheme is proposed. The essential idea is to realize the real-time beamforming using heterodyne RF and IF circuitry. The bottleneck of digital signal processor (DSP) I/O and processing speed is thus relieved, while the advanced signal processing capability of the DSP chip is utilized. Based on this idea, a 5.8 GHz smart antenna receiver is implemented. Various experiments are carried out to examine the direction of arrival (DOA) estimation, beam synthesis, and bit error rate (BER) performances of the system. A 20-Mb/s data throughput using binary phase shift keying (BPSK) modulation is demonstrated for this eight-element adaptive array     

Implementation of an SDR platform using GPU and its application to a 2?��?2 MIMO WiMAX system

Conventional communication systems have been implemented using digital signal processors (DSPs) and/or field programmable gate arrays (FPGAs), especially for software defined radio (SDR) functionality. We propose a scheme that uses a graphics processing unit (GPU) in place of the conventional DSPs or FPGAs for the implementation of an SDR-based communication system. The GPU, a high-speed parallel processor with multiple arithmetic logic units, is adopted for the signal processing of the physical layer required for the parallel processing in an SDR system. The compute unified device architecture (CUDA) based on the C language provides a software development kit (SDK) for the modem application of the GPU. Therefore we utilize the CUDA SDK to implement the real-time modem function. This paper presents an implementation of a 2 × 2 multiple-input multiple-output (MIMO) WiMAX system employing a GPU as the real-time modem. By installing a radio frequency module on top of the GPU modem, we implement a real-time transmission system for video data. The performance of the proposed GPU-based system is demonstrated by comparing its operation time against that of the conventional DSP-based system.     

分布式相参雷达LFM宽带去斜参数估计方法

宽带分布式相参雷达技术能够有效提升目标测量精度和识别性能,具有重要的研究价值。针对现有雷达装备一般不具有同时对正负调频率宽带线性调频信号进行去斜处理的能力,即在接收相参合成阶段无法通过正负调频率宽带去斜方式获取宽带信号发射相参所需延时相位值的问题,该文利用单元雷达与目标之间存在延时差,将单元雷达发射的宽带线性调频信号等效为目标信号,对接收信号进行互相关处理获取发射相参合成所需的参数值,通过建模和仿真实现接收相参和发射相参合成处理,并对飞机目标进行1发2收相参探测试验,获得了理想的试验结果。该方法具有估计精度高、运算量小和时实性好的优势,可应用于分布式相参雷达工程实现。     

采用信道估计法的基站VSWR实时检测

为解决无线基站宽带工作频带内电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)的实时测量，提出了一种采用信道估计法的测量方案。该方案实现简单，在基带处理单元高速率位置发送数据，依次抓取射频通道反馈和反射数据，分别求取信道响应序列，结合工厂装备测试数据，计算驻波反射系数和反射点位置。发送信号采用宽带正交频分复用信号，能检测到工作频段内任何频点处的驻波异常。有用信号前加循环前缀，并引入峰值抵消核，能正确检测到多个反射点驻波。仿真结果表明，该方案驻波测量精度和单回波点位置精度达到预期，多回波点测量能抓准外部主要故障点，在基站VSWR实时测量中具有良好的应用前景。     

Implementation of LTE system on an SDR platform using CUDA and UHD

In this paper, we present an implementation of a long term evolution (LTE) system on a software defined radio (SDR) platform using a conventional personal computer that adopts a graphic processing unit (GPU) and a universal software radio peripheral2 (USRP2) with a URSP hardware driver (UHD) to implement an SDR software modem and a radio frequency transceiver, respectively. The central processing unit executes C++ control code that can access the USRP2 via the UHD. We have adopted the Ettus Research UHD due to its high degree of flexibility in the design of the transceiver chain. By taking advantage of this benefit, a simple cognitive radio engine has been implemented using libraries provided by the UHD. We have implemented the software modem on a GPU that is suitable for parallel computing due to its powerful arithmetic and logic units. A parallel programming method is proposed that exploits the single instruction multiple data architecture of the GPU. We focus on the implementation of the Turbo decoder due to its high computational requirements and difficulty in parallelizing the algorithm. The implemented system is analyzed primarily in terms of computation time using the compute unified device architecture profiler. From our experimental tests using the implemented system, we have measured the total processing time for a single frame of both transmit and receive LTE data. We find that it takes 5.00 and 8.58 ms for transmit and receive, respectively. This confirms that the implemented system is capable of real-time processing of all the baseband signal processing algorithms required for LTE systems.     

自适应信号分解方法在主动声呐信号处理中的应用研究

利用基于“Matching Pursuit”算法的自适应信号分解方法,探讨了主动声呐信号处理中多目标回波的检测及参数估计问题。该方法既能实现多目标分辨,又能提取出更多的目标特征信息,所以能够充分发挥宽带信号的优势。再者,不仅对更广泛类型的发射信号具有普适性,而且分解结果能为下一段接收数据的选取提供参考信忠。因而,同已有的信号处理方法相比,该方法具有明显的优越性,是一种比较好的信号分析方法。仿真实验证明了该方法的有效性。     

基于群Monte Carlo的大气噪声二维模型参数估计

为解决多天线最佳接收下的多维非高斯噪声参数估计问题,提出了基于群蒙特卡洛的大气噪声二维模型参数估计方案,通过联合设计蒙特卡洛马尔科夫链和优化重要性重采样算法,实现噪声模型的全局最优参数估计。针对该算法高强度运算需求,在GPU平台上对核心运算作细粒度并行计算处理并优化设计,使运算速度大幅提升,以满足实时处理要求。仿真实验结果表明,该算法迭代收敛快,精度高,各参数估计相对误差普遍小于0.02,最大相对误差可控制在0.05以内,运算速度较传统计算有大幅度的提高,可充分满足低频通信系统中实时计算的要求。     

基于循环互相关的宽带信号时差估计

研究了定位中的宽带信号时差估计问题，给出了时差估计信号模型，分析了信号的循环相关特性，提出了基于宽带信号循环互相关的时差估计算法。最后采用计算机进行了仿真实验，给出了估计性能的曲线，并和广义相关算法进行比较，仿真实验表明本文所提算法具有较好的估计性能。     

High-resolution direction finding of non-stationary signals using matching pursuit

One of the main goals of time–frequency (TF) signal representations in non-stationary array processing is to equip multi-antenna receivers with the ability to separate sources in the TF domain prior to direction finding. This permits high-resolution direction-of-arrival (DOA) estimation of individual sources and of more sources than sensors. In this paper, we use linear decomposition of sensor data based on matching pursuit (MP). The leading atoms of the MP, which capture most of the source TF signatures, can be different for different sources and, as such, provide the desired source discrimination. The MP coefficients with high signal-to-noise ratio (SNR) and corresponding to the leading decomposition atoms are used to develop the MP-MUSIC DOA estimation for non-stationary source signals. We demonstrate the source discriminatory capability of the proposed technique using linear FM, nonlinear FM, and other non-stationary signals. Further, we compare MP-MUSIC performance with conventional MUSIC and the time–frequency MUSIC, which incorporates bilinear transforms.