MIMO-OFDM信号参数盲估计方法

为解决非协作通信中多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)信号的参数盲估计问题,提出基于循环自相关结合四阶循环累积量的多参数估计方法。求MIMO-OFDM信号的自相关函数,对其傅里叶变换后得到循环自相关函数,通过对循环自相关三维图不同切面的分析估计出符号周期、有用符号时间、循环前缀时间;求MIMO-OFDM信号的四阶循环累积量,通过检测峰值的数目及其对应的循环频率估计出子载波数及子载波频率。仿真结果表明,在较低信噪比下,所提算法可准确估计出MIMO-OFDM信号的多个参数。     

基于MUSIC算法的OFDM信号识别方法

针对多径信道下传统的OFDM信号识别方法存在循环前缀较短时估计性能不高、所需OFDM符号数过多等问题,提出一种基于MUSIC算法的OFDM信号识别方法。该方法首先分析了OFDM信号和单载波信号的结构特点,然后对两类信号的自相关矩阵进行奇异值分解,提取奇异值矩阵,最后根据奇异值矩阵中较大非零奇异值的个数实现OFDM信号的识别。仿真实验表明,该方法仅需较少的OFDM符号就可以实现短循环前缀OFDM信号的识别,且识别性能优于传统方法。     

一种基于循环相关的OFDM信号稳健检测法*

为增强对OFDM信号的侦察能力,提出一种基于最大循环相关值的OFDM信号检测法,分析了OFDM信号的循环平稳性。分析结果表明,循环相关函数在循环频率轴上具有离散频率峰值,其峰值幅度是保护间隔与OFDM符号长度比的正弦函数。给出了基于循环相关检测的恒虚警接收机结构框图。计算机仿真结果表明,基于循环相关的检测法在理想噪声环境下比传统的能量检测法性能差5 dB,但在噪声不确定的条件下,其检测性能比能量检测法更加稳健。     

一种利用PN序列改进的OFDM定时同步算法

针对训练符号辅助的OFDM同步算法在训练符号中循环前缀的起始位置会出现相关峰,而造成定时不准确的问题,本文基于由共轭对称结构的训练符号乘以伪随机加权因子形成的新同步训练符号,提出了一种改进的定时同步算法。该算法利用伪随机加权因子的自相关性能有效地消除循环前缀的相关峰,克服定时不准确的缺陷。仿真分析结果表明,所提算法有效。     

基于PN序列的OFDM时频同步改进算法

在训练符号辅助的正交频分复用同步算法中,训练符号中循环前缀的起始位置会出现与正确定时位置处强度相近的相关峰,从而造成定时错误。针对该问题,将现有共轭对称结构的训练符号,乘以伪随机加权因子而构造出新的同步训练符号,基于新的训练符号给出定时同步测度函数,并提出相应的定时同步算法和频偏估计算法。利用伪随机加权因子的自相关性,可有效消除循环前缀的相关峰,减少定时错误,提高频偏估计精度。理论分析和仿真结果表明,该算法在改善同步性能的同时,可降低计算复杂度。     

联合循环平稳特征PCA与XGBoost的频谱感知

针对低信噪比条件下主用户信号检测概率低的问题,提出一种基于循环平稳特征主成分分析与极限梯度提升算法(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)的主用户信号频谱感知算法。在信号各循环频率不为零值的情况下,提取能量最大的信号循环谱,通过PCA对循环谱特征进行降维处理,生成训练样本和测试样本。利用训练完成的XGBoost算法对待检测的信号进行分类,实现主用户信号是否存在检测。实验结果表明:与支持向量机算法、随机森林算法和传统循环谱算法相比较,该算法在低信噪比和低虚警率情况下具有更优的检测性能。     

频率选择性衰落信道下的同步参数联合盲估计算法

对于多径频率选择性衰落信道以及低信噪比环境下线性调制信号的同步参数盲估计问题,提出基于循环累积量的载波频偏、初始相偏和符号定时误差前向联合盲估计算法。通过理论推导得出多径频率选择性衰落信道下信号的循环累积量与初始相偏和符号定时误差的数学关系。在此基础上先以较大频率间隔进行粗估计确定频偏范围,再以较高精度遍历检测信号特定循环频率,提高载波频偏估计精度,进而由累积量值估计出初始相偏和符号定时误差,不依赖于信道衰落和加性噪声的分布特性,尤其适用于频偏、相偏、定时误差和信道衰落同时存在的复杂情况。仿真结果表明,该算法 能有效实现低信噪比和多径频率选择性衰落信道下对线性调制信号同步参数的联合盲估计。     

FPGA implementation and performance study of spectrum sensing based on entropy estimation using cyclic features

This work presents a spectrum sensing technique based on the entropy of frequency domain autocorrelation of receiving signal at different cyclic frequencies. The performance of the proposed sensing technique is compared with other sensing techniques such as energy detection using Bayesian and Neyman–Pearson criteria, entropy estimation under frequency domain, cyclostationary feature detection. The performance of sensing algorithms is also analyzed for single node and multinode/cooperative environment under most probable channel effects such as fading, shadowing, receiver’s uncertainty and free space path loss using Monte-Carlo methods. Simulation results reveal that the proposed sensing technique is able to detect signals of signal-to-noise ratio up to −24 dB with five nodes in cooperation while maintaining a false alarm probability of 0.1 and a detection probability of 0.9. The proposed sensing algorithm is also implemented in Virtex-4 Field Programmable Gate Arrays.     

OFDM信号循环谱分析及参数估计*

针对在无线电监测和认知无线电系统中,信号参数估计这一重要问题,证明了OFDM信号具有循环平稳性的必要条件是加循环前缀或有非矩形脉冲成型,并以线性周期时变变换(LPTV)模型为基础,推导了OFDM信号的循环谱表达式。通过对连续信号和离散信号进行计算机仿真,都得到了相同的OFDM信号循环谱图,实现了OFDM信号符号周期的估计,结果与理论分析相吻合。     

基于自适应加权谱内插的宽带语音编码算法

提出了一种基于自适应加权谱内插(STRAIGHT)的宽带语音编码算法。输入的语音信号首先经过STRAIGHT分析得到精确的基频参数和谱参数，然后通过时域抽取和频域建模实现有效的编码压缩。在时域抽取时采用的区别于传统编码算法固定帧长的自适应可变帧长方法，使得编码存储量可以根据实际语音变化情况得到更加合理的分配。主观测听结果表明，该算法针对16kHz采样的语音信号，在6kbps码率上可以取得与AMR-WB(G．722．2)在8．85kbps时的相当的音质效果。此外，该算法还具有对恢复语音的时长、基频以及谱参数较强的调整能力。     

一种数据辅助频偏估计算法

针对以往频偏估计不能兼顾估计范围和估计精度的问题,在分析和比较已有算法的基础上,提出一种基于自相关函数的频偏估计算法。将接收到的信号与辅助数据的共轭进行相关计算,然后对得到信号的自相关函数进行邻位符号相除来展开相位,得到相位差分序列,利用该序列对频偏进行估计,再对频偏结果进行加权平均,理论估计范围可达到符号速率的50%。仿真结果表明,该算法在信噪比SNR≥-5 dB的条件下,能够实现估计方差接近克拉美罗界,解决了估计范围和估计精度相矛盾的问题。     

多径衰落信道下OFDM时间同步算法的研究

为了论述一种适于多径衰落信道的OFDM时间同步新方法:首先,将接收的信号乘上其共轭得到信号的能量;然后,进行问隔为OFDM数据符号长度减去循环前缀(CP)长度的能量差分得到相关晒数;最后,联合多个符号的块采样进行同步估计.由于利用了信号能量的差分关系,使得同步峰更加明显,再联合多个符号的估计,更加强了同步的稳定性.在多径衰落信道下进行仿真,结果表明,不但能获到较好的符号定时同步性能,而且还消除了频偏对于符号定时的影响.     

一种衰落信道下MFSK信号符号速率估计算法

在短波通信中,MFSK是一种常见的调制方式,其符号速率估计对非合作接收方有重要意义, 而短波信道干扰常对符号率估计造成影响。本文通过分析信道干扰对信号传输的影响,提出 一种衰落信道下MFSK信号符号速率估计算法,该算法通过小波脊线提取、小波脊线滤波、过 零点间隔聚类等方法,能有效地克服短波信道中多径效应和多普勒频移对符号速率估计的影 响。仿真实验结果表明,本文算法在低信噪比、加入多普勒频移和多径效应等信道条件下仍 具有较高的估计精度,可用于实际工程。     

一种基于单载波均衡技术的数字信号处理方式的FPGA实现

电磁波在传播的过程中,除了会产生衰减,还会由于反射、绕射和散射形成的分量而产生多径衰落。为了使传输信号能够更好地抵抗各种信道损失的影响,需要在信号传输过程中采用单载波均衡的方式进行处理。对单载波均衡算法中典型的数字信号处理方式,如基于自相关的前导码检测以及RS编解码,进行了研究,并针对系统对FPGA低成本、高运行速率、高传输速率方面的要求,给出了基于FPGA的上述算法的实现。     

基于信息融合度传递的频域徙动入侵特征挖掘算法

在功率自激混合组合网络中,路由之间的相群特征相异性会产生谐振信号,因此需要有效挖掘入侵信号的频域徙动特征来实现对入侵信号的拦截。传统方法采用混合蛙跳算法挖掘入侵特征并且聚类中心矢量向模糊边缘贴近,因此搜索和挖掘精度不高。提出了一种基于混合蛙跳最优模因组信息融合度传递的频域徙动入侵特征挖掘算法。构建功率自激组合网络的系统模型和入侵信号数学模型,基于频域谐振慢变衰落幅度均衡原理,得到多源网络攻击源信号在相干点积功率累积尺度坐标,采用多普勒频移模糊搜索对入侵信号进行平滑处理,计算入侵信号的多普勒频移状态空间固有模态函数,得到入侵信号的频域特征包络幅度估计值。采用IIR滤波算法,对信号进行降噪滤波处理,提高信号的纯度,提出基于信息融合度传递的混合蛙跳入侵信号检测算法,优化特征挖掘结果,完成入侵信号的频域徙动特征挖掘算法改进。仿真实验结果表明,该算法能准确挖掘入侵信号的频域徙动特征,特征的波脊亮点明显,在低信噪比下提高了入侵信号的检测性能。     

一种改进的OFDM符号定时同步算法

针对先前一些算法存在定时模糊以及干扰峰峰值较大的问题,提出了一种改进的OFDM符号定时同步算法。分析了先前算法问题产生的根源,设计了两种同时具备频偏估计能力的新训练符号,并给出了相应的定时尺度函数。对新算法的定时尺度函数进行了分析,得知它的定时尺度非常尖锐,几乎不存在干扰峰,而且不受循环前缀长度的影响。仿真结果表明新算法克服了已有算法的缺点,有效地提高了定时估计的精度。当信噪比大于5dB,在加性白高斯噪声信道下定时估计的均值与方差都为零,可以实现精确的定时同步。     

LTE小区搜索中定时与频偏估计算法研究

在长期演进（LTE）的小区搜索中,定时同步与频偏估计是一个非常重要的同步过程。基于分段相关算法,提出了一种改进算法。利用分段相关算法具有抗频偏的优点结合差分运算,并采用对接收端信号进行累积处理方法,提高了定时同步精度。将本地PSS信号累积相加的结果与接收信号进行相关运算,有效降低了算法的运算量。同时利用本地PSS信号与接收PSS信号的相关性,提出一种有效的频偏估计算法。理论分析与仿真实验表明,与传统算法相比,提出的定时与频偏估计算法有效提高了估计精度,减小了运算量。     

基于小波变换的BDPSK信号盲解调算法

在BDPSK信号解调中,非合作信号的载频估计误差或高动态环境引起的多普勒频移都会使得解调性能恶化,甚至无法解调。针对这个问题,提出了一种基于morlet小波变换的BDPSK信号盲解调算法。算法利用BDPSK信号小波系数模的幅度突变信息,完成符号率估计、符号同步和符号识别。算法无需载波恢复,对载频估计误差也不敏感,并且能够适应载频时变的BDPSK信号。仿真结果表明,算法具有较高的符号率估计性能和同步性能,盲解调性能比理论值恶化量约为1.6dB。     

脉冲噪声下基于循环相关熵的PSK信号码速率估计

针对现有相移键控(PSK)信号码速率估计方法在脉冲噪声下性能退化甚至失效的问题,提出一种循环平稳理论框架下基于相关熵的码速率估计新方法.构造信号的循环相关熵函数,并理论推导给出在二相相移键控(BPSK)信号下的循环相关熵函数.该方法可通过检测PSK信号循环相关熵函数的离散谱线实现码速率估计,不需要噪声的先验信息,且能够直接利用FFT计算信号的循环相关熵函数的延迟切片,实现简单.仿真结果表明,所提出方法能有效抑制脉冲噪声,尤其在强脉冲噪声环境下,具有良好的PSK信号码速率估计性能.     

风力发电机输出信号仿真检测和分析系统

建立了一种基于LabVIEW软件平台的风机信号仿真检测和分析系统。系统使用LabVIEW的信号发生器仿真风机的输出信号,在软件中设置FIR滤波器对风机输出信号进行调理,并通过离散傅里叶变换和自相关函数分别对信号做频域和时域分析。结果表明,本系统可以准确的仿真风机信号的发生、检测和分析过程。