基于CORDIC差分鉴频解调算法的PCM/FM遥测接收系统

在分析遥测接收系统工作原理的基础上,深入研究了CORDIC(COordinate Rotation Digital Computer)算法的解调技术.当输入为正交中频(IF)信号和对应的时钟信息时,输出即为输入瞬时信号对应的瞬时相位,但在信道没有延迟时,其抗噪性能不如相干解调.在此基础上设计了一种改进的CORDIC差分鉴频解调算法,得到瞬时相位后,在数字域作1阶差分完成信号鉴频,保证了在信道没有延迟的情况下信号的抗噪性能.通过仿真实验证明了算法的合理性.     

全数字锁相环实现的自适应低通滤波电路

提出了一种新的基于全数字锁相环的自适应低通滤波系统的结构和实现方法。输入信号经整形后产生方波信号,方波信号经FPGA实现的全数字锁相环锁相同步倍频后,再将同步倍频信号输入到开关电容滤波器MAX295的时钟输入端,通过该时钟信号来控制滤波器的截止频率,从而实现滤波器频率的自动跟踪。介绍了系统设计原理,详细分析了FPGA实现全数字锁相环和锁相倍频的设计方法。通过实验验证了该系统的可行性和有效性,能够实现1 kHz至50 kHz的频率自跟踪倍频和滤波。     

基于改进粒子滤波的室内自适应定位算法

精确的室内定位系统具有重要的研究及应用价值。由于GPS在室内受到很多约束条件而无法提供精确的室内定位服务,如何提高室内定位算法的精度已经成为当前研究的热点。通过提出一种基于改进粒子滤波的室内定位算法以减少室内环境影响来提高定位精度。该算法主要思想是通过手机等移动设备接收AP传播的信号,然后根据室内拓扑建立一个信号衰减模型,在移动设备的移动过程中结合粒子滤波进行定位。在定位过程中,移动设备采用自适应的信号采集方法来接收信号,同时随机游走思想和自优化的重采样方法被用来改进粒子滤波。仿真实验结果表明该算法能够有效提高室内定位的精度和鲁棒性。     

射频仿真系统中自动增益控制系统的设计

在射频仿真系统中,由于雷达系统的接收信号动态范围很大,而数字接收部分存在最佳输入电平范围的问题,所以中频接收需要实现信号的增益自动控制（即AGC功能）。该文提出了一种基于FPGA的数字AGC实现方法,给出了具体的硬件电路和详细实现算法。仿真分析和实验结果均表明,该数字AGC系统具有响应时间短、增益调节精度高、系统参数控制灵活的特点。     

基于WiFi的一种改进的室内定位算法

为解决室内定位中算法定位精度不高、误差偏大的问题,在原有指纹匹配算法的基础上,提出了一种新的信号能量加权改进接收信号强度的方法.通过对改进后的信号能量进行均值滤波和阈值滤波处理,改善离线建立指纹库阶段建库数据源.在线匹配阶段,改进WKNN算法,利用方差加权结合欧式距离倒数进行相似度匹配.该方法与目前的WKNN算法相比,在减少复杂度的同时,对定位效果进行改善.在不考虑AP组合对定位结果影响的情况下,仿真结果表明所提出的改进算法能明显提高定位精度.     

基于匹配滤波技术的数字化光纤光栅传感解调方法

报道了一种结合数字化技术对光纤光栅传感系统信号进行解调的方案.解调系统采用数字时钟信号产生锯齿波电压信号控制可调谐光纤法布里-珀罗滤波器,对光纤光栅进行扫描式搜寻,同时利用同步时钟信号控制数字采集卡实时读取搜寻到的数据.由于光纤光栅的反射谱是已知信号,因此采用数字匹配滤波技术对采集到的信号进行处理可以得到最大的信噪比.实验结果表明:系统在波长寻址范围为1 520-1 575 nm内,扫描频率1.5 Hz,波长分辨率可以达到2 pm以下.     

一种面向测试的载波频偏盲同步算法及仿真

在无线通信中,由于信号在传输过程中不可避免地受到各种干扰,接收信号一般与发送信号存在一个较大的频率偏差,传统的解决方法是利用快速傅里叶变换得到接收信号中的频率幅度信息,从而对频率偏差进行补偿校正,但是由于通信速率的不断提高,频谱闪变现象加剧,传统的方法已经不能满足要求。提出一种改进的算法,对快速傅里叶过程中的时域数据进行重叠处理,并在输出端进行平滑处理,有效地减小频率偏差估计中的误差,并通过MatLab仿真与现有算法的仿真结果进行分析比较,证明该算法的可行性和有效性。     

基于FPGA的高速AD动态相位自校准实现

在信号处理系统中,高速AD数据与随路时钟路径传输延时不同,可能导致数据接收絮乱,进而导致信号处理结果不正确。本文基于Xilinx 7系列FPGA和ADS4449芯片,利用FPGA中的IDELAYE2延时调整机制,设计了一种动态相位调整算法,自适应的调整数据与随路时钟的延时,通过采样时钟找到数据窗口的中心,实现通道内14bit数据的对齐,使得AD采集的数据稳定可靠,从而使得后续信号处理成为可能。经过±50℃的高低温实验证明该算法稳定可行。     

时频域联合校正的PN码相干捕获算法

受多普勒频偏和本地时钟漂移的影响,接收信号中存在频偏且码字不同步。针对该问题,提出一种时频域联合校正的PN码相干捕获算法。从接收信号的循环平稳特性出发,进行载波频率和码字同步的联合校正,使校正后的信号与本地PN信号具有近似相干性。基于设计的相关特征函数,实现较长相关长度下的相干检测,完成PN码捕获。仿真结果表明,该算法在低信噪比、大频偏条件下,具有较高的检测概率。     

小波盲源分离算法的仿真及FPGA实现

提出了一种基于小波变换的盲源分离方法,在理论分析和仿真结果的基础上,给出了FPGA的实现方案.针对传统盲分离算法对源信号统计特征敏感的弱点,该方法在小波变换域实施盲分离算法.同时,在分离过程中引入了空域相关滤波,使本文方法具有抗噪特征.将该方案应用于多接收天线系统中的多跳频信号的分离应用中,仿真结果证明了该方案的可行性和有效性.     

多指数连续相位调制信号非数据辅助的前馈符号定时恢复算法

针对多指数连续相位调制(Multi-h CPM)信号的符号定时恢复困难且算法复杂的问题,提出了一种多指数(Multi-h) CPM信号的非数据辅助的前馈符号定时恢复算法。该算法基于Multi-h CPM信号的调制指数同步偏差和符号定时偏差的联合似然函数,通过平均可能的调制指数同步偏差所对应的期望函数将其联合似然简化,得到符号定时偏差似然函数以及符号定时偏差估计值,并给出了其定时偏差估计算法的修正的Cramer-Rao限(MCRB)以及其符号定时恢复的实现方案。仿真结果表明,该算法适用于全响应和部分响应的Multi-h CPM信号,符号定时恢复性能良好且对残留载波频偏和调制指数同步偏差不敏感。     

16QAM解调器的FPGA实现

描述了一个用于微波传输设备的16QAM接收机解调芯片的FPGA实现,芯片集成了定时恢复、载波恢复和自适应盲判决反馈均衡器(DFE),采用恒模算法(CMA)作为均衡算法。芯片支持高达25M波特的符号速率,在一片EP1C12Q240C8(ALTERA)上实现,即将用于量产的微波传输设备中。     

一种基于PN训练序列的OFDM符号定时算法

作为第四代移动通信的核心技术,正交频分复用(OFDM)系统越来越受到大家的关注。而OFDM同步技术则是OFDM系统中的一项关键技术。针对Schmidl&Cox提出的同步算法存在符号定时很难准确测定的缺点,提出了一种新的基于PN训练序列的OFDM符号定时算法。在Schmidl&Cox算法基础上,重新对训练序列的第一个符号进行设计,并对符号前半段按伪随机序列进行重排。从理论分析和仿真结果表明,时间度量曲线会出现单一"脉冲"值,避免Schmidl&Cox算法产生的平台和平缓的峰。与传统符号定时方案相比,算法同步性能更好,符号定时更精确,是一种非常有效实用的方案。     

物理层安全星座模糊设计方法的性能研究

物理层安全加密技术是一种有效保证信息安全传输的物理层安全方法。此技术通过相位旋转、调制星座多样性、符号模糊、幅度调节和符号顺序变化等手段设计信号星座,保护调制方式与调制符号信息。现有的物理层安全加密技术存在密钥共享不保密和星座模糊度不足等缺点。多符号模糊(Mutiple Inter-symbol Obfuscation,MIO)方案采用人工噪声符号密钥与已调符号矢量叠加的加密方法来解决星座模糊度不足的问题。受MIO的启发,文中将信道系数与已调符号矢量叠加,提出了一种基于星座模糊设计(Constellation Obfuscatio Design,COD)的物理层安全加密方案。在TDD模式和信道互易的条件下,将合法信道的信道系数作为密钥,来解决密钥预分享不保密的问题。文中详细介绍了发端加密与合法接收端解密的完整传输过程,并针对高阶累积量的调制识别和智能攻击型窃听者进行接收处理分析;推导出瑞利衰落信道下的合法接收端误码率理论公式;对合法接收端、高阶累积量的调制识别窃听端和智能攻击型窃听端的误码率进行仿真,并对比了MIO方案合法接收端、窃听端的性能。仿真结果显示:合法接收端误码率为1×10-4时,COD方案的信噪比比MIO方案的低6 dB;对COD方案加密后,当信噪比为0时,调制识别成功率为11.8%,调制识别成功率最高可达25%且在信噪比大于40 dB后保持稳定;前3个数据包中,COD方案智能攻击型窃听端的误码率始终为0.284,知晓起始密钥的MIO方案窃听端的误码率则较低;信噪比在0~54 dB范围内时,合法接收端的误码率性能始终优于调制识别窃听端和智能攻击型窃听端。因此,所提COD方案能够保障安全通信,抵御调制识别和智能攻击型窃听者的攻击,并且COD方案的有效性和可靠性均优于MIO方案。     

基于OMAP1621的宽带无线通信数据采集传输系统设计

无人机数据链路由于多径传输,其信道为频率选择性衰落,码间干扰是影响数据传输速率的主要因素;采用正交频分多址(OFDM)调制技术是对抗多径传输、提高传输速率的主要方法;在对系统架构和各项指标研究分析后,提出了一种基于TI开放式多媒体应用平台(OMAP1621)架构的宽带无线通信-无人机地空通信系统高速实时数据采集及传输设计方案,重点介绍了数据传输设计方案的硬件设计、驱动及时序控制,并给出了CPLD中串并和并串数据转换的仿真结果;根据该设计方案完成的数据采集系统在实际的样机演示中表现出了良好的性能,各项指标均满足系统设计要求,达到了预期的效果。     

Blind synchronization scheme using the conjugate characters of the OFDM BPSK-modulated symbol

Previously, Beek?s scheme for timing and frequency offset estimation in the OFDM system employs cyclic prefix (CP) has been proposed under the assumption of independent identified distributed (i.i.d.) OFDM symbols. Actually, the real data in the OFDM modulated symbol, transferred by the inverse fast Fourier transform (IFFT), has the characters of complex symmetry. With these characters, more information in the whole OFDM symbol could be used for the timing and frequency offset estimation. In this paper, two conjugate symmetry characters of the OFDM BPSK-modulated symbol are used to achieve blind timing estimation algorithm in the OFDM systems. One is symbol-based symmetry and the other is CP-based symmetry. With these two conjugate characters applied to the proposed algorithm, the timing of the OFDM BPSK-modulated symbol could be derived. Under an AWGN channel, based on the performance of lose symbol timing rate and estimator mean square error, the proposed algorithm is with a tremendous improvement compared with Beek?s estimation method. Under a multipath fading channel, the results show that performance including lose symbol timing rate and estimator MSE with the proposed algorithm is better than those algorithms with Beek?s estimation method. In practical OFDM applied system, the OFDM BPSK-modulated symbol could be used to replace the preamble or training sequences in the standard to obtain an accurate timing and frequency offset estimation and to avoid the data rate decreasing with the proposed algorithm.     

PAM-UWB信号LS同步捕获技术研究

针对超宽带(ultra-wideband, UWB)信号的具体特征,利用近完美序列的相关特性,构造了一种训练序列;同时,在此基础上建立了最小二乘估计的UWB同步捕获算法。该算法只需要对按比特速率(几MHz到几百MHz)进行采样的结果做简单相关运算就能实现同步参数估计,与传统需要数GHz的采样率的同步算法相比,其大大降低了系统复杂度,运算量仅是传统算法的数千分之一,能够快速实现同步。仿真结果表明,该算法在密集多径信道模型下能精确快速地实现同步才甫获,使用12位训练序列就可实现优良的捕获性能和系统误符号率;当使用24位的训练序列时可以很好地逼近理想捕获情况下的系统误码率。     

匿名通信系统中时间攻击模型研究

时间攻击是指对手研究信息穿过系统的时间来找出信息发送者和接收者之间的相关性,对支持交互式的低延时匿名通信系统形成一种巨大威胁。论文提出了一种基于重路由技术的匿名通信系统和针对该系统的时间攻击模型,理论分析和计算数据表明这种时间攻击方式可以有效地破坏匿名通信系统中信息发送者和接收者之间的连接性,但这种时间攻击的成功率受到信息到达率和节点延迟时间以及重路由路长等因素的影响。     

低压电力线载波扩频算法

基于扩频通信技术的低压电力线通信．技术的难点在于接收端捕获码元的准确率的提高,研究直接序列的扩频技术在低压电力线通信中的应用。着重研究接收机的搜捕、载波恢复以及同步算法,提出一种基于查表方法的快速搜捕载波频率和伪码相位的计算方法．此算法是利用PN序列尖锐的自相关特性。通过中频接收信号与本地匹配滤波器的循环相关完成码元捕获。该算法不但能快速地实现对载波和伪码搜捕、同步,而且误差小抗干扰性强,计算量少易于实现。仿真分析和实践验证该改进算法的可行性和有效性,并分析误码率。该算法可以应用于我国现有的低压电力线上实现大容量数据的通信。     

基于多中继散射组网的时钟恢复方案

由于目前存在的准同步时钟恢复方案不能够满足多中继散射通信的抖动指标,所以提出一种在多中继的散射信道中的低抖动时钟恢复方案。该方案由一个数字锁相环和一个模拟锁相环共同实现,即双环提取方案。数字锁相环主要是利用定时误差恢复出一个存在抖动的时钟,再由模拟锁相环对恢复出的抖动时钟进一步提纯。传统时钟恢复方案的误差为输入码率下的一比特时长,该新型方案将提高误差精度,从而大大降低在多中继传输中的时钟抖动,这将是散射通信组网的关键技术。