谱相关理论在通信信号分析的应用

谱相关理论在通信信号分析的应用

王增印, 周希元[1]1994年在《谱相关理论及其在通信情报侦察中的应用》文中指出本文简要介绍了谱相关理论的有关概念,说明了利用信号的谱相关性提高信号选择性及抑制干扰和噪声能力的应用机理,综述了该理论在通信信号的检测、特征参数估计、波形估计、综合识别和多参数估计等通信情报侦察中的应用。

韩德民[2]2012年在《基于循环平稳特征的频谱感知技术研究》文中研究指明近年来,无线通信技术得到了前所未有的快速发展,无线用户的数量也呈现指数式的增长,无线频谱资源俨然已经成为一种严重紧缺的资源,这成为制约无线通信发展的重要瓶颈。但是,像TV等频段资源却得不到合理利用,造成严重的资源浪费现象。为了有效解决这一问题,人们提出了认知无线电的技术,该技术通过认识频谱的空间环境,检测出未被利用或利用率不高的频谱空穴,进而使认知用户使用此段频谱进行通信。因此,频谱感知技术是认知无线电的关键技术之一,是认知无线电发展的首要前提。循环平稳特征检测作为认知无线电常用的频谱感知技术之一,其不仅能够在噪声情况下检测出授权用户,而且能够在其他干扰信号存在下检测出授权用户,这使得认知无线电频谱感知的结果更加精确、可靠,更为充分地利用闲置频带,提高频谱利用率。因此,基于循环平稳特征的频谱感知技术是本文研究的重点。本文首先研究了通信信号的二阶循环平稳特性的基本概念,对谱相关函数常用的估计方法——频率平滑法(FSM)、FFT累加法(FAM)和分段谱相关函数法(SSCA)进行了深入的学习,并对该叁种估计方法进行了实验仿真和复杂度分析。在基于循环平稳特征的频谱感知研究中,本文分别从时域的循环自相关函数和频域的循环谱密度函数进行了讨论,对他们进行了理论分析和实验仿真,并将仿真结果与其他检测方法进行了比较。根据通信信号的循环平稳特性和能量检测的优越性,本文提出了基于周期特征的能量检测算法,该算法相对传统能量检测算法在性能上有很大的提高。为了探讨循环平稳特性在应用中的实现性能,本文对频率平滑法的谱相关估计方法进行了DSP硬件仿真,并通过灵敏度测试分析了循环特征检测算法在硬件实现中的性能。本文最后研究了通信信号的高阶循环平稳特性,分析了循环矩和循环累计的估计方法,利用渐进最优理论构造了基于四阶循环累积量的频谱感知模型,并进行了相关分析和性能仿真。

游彪[3]2001年在《谱相关理论在通信信号分析的应用》文中进行了进一步梳理通信、雷达、声纳等领域的许多人工信号都具有循环平稳性,尤其在种类繁多的通信信号中,绝大多数都具有各种各样的循环平稳性。本文介绍了循环平稳过程谱相关函数的概念、物理解释和性质,以及计算方法。分析了基于平稳信号的检波器、循环检波器、谱线生成检波器的工作原理及其相互关系,并对它们的工作特性进行了比较,从而得出结论:谱线生成检波器具有好得多的工作特性。最后,提出了利用谱相关的方法进行信号的参数提取的简单方法。

程磊[4]2006年在《短波自适应调制信号的识别技术研究与实现》文中研究说明短波通信,具有悠久的发展历史,是人类最早发现的通信手段之一,亦是成本最低的远距离无线电通信的一种有效方式。在通信技术的发展过程中曾启到过非常重要的作用。近年来,随着短波通信新技术的发展,短波通信又重新受到人们的关注。计算机技术与通信技术的有机结合,短波通信的自适应技术的采用,使传统的短波通信的弱点得以弥补。 本课题是以第叁代短波自适应调制协议CLOVER2000信号调制识别为主题,针对其调制信号,讨论了信号的统计特征及谱相关函数,分析了不同调制信号谱相关函数上所体现的不同特征,并根据以上特征给出了瞬时幅度、谱峰个数、特征谱相干系数等5个特征参数的提取方法,实现了调制识别,并通过仿真证明了本文所提出方案的可行性。但由于谱相关的运算量非常大,最后利用信号的谱相关特征并结合信号时域特征及谱增强技术,通过对谱相关算法的改进给出一种快速的识别算法,极大的提高了识别效率。

王国强[5]2011年在《通信信号调制识别的计算机仿真》文中研究表明通信信号调制类型的自动识别被广泛应用于民用通信和军用通信,尤其对于非合作通信、通信对抗,比如信号确认、电子对抗、软件无线电、军事威胁分析等。特别是在基于目前流行的软件无线电理论设计的数字电路模块盛行的背景下信号处理就显得更为重要,对于宽带信号的处理来书通信信号的数字识别技术是信号处理的关键,好的通信信号调制识别方法是数字信号处理的第一步,信号调制方式的正确识别是信号筛选和解调的基础,此外,信号重要参数的估计,可以更好的去除干扰,为进一步正确识别和解调创造了条件。现存的一些通信信号调制识别的处理算法各有各的优点往往比较擅长处理一些信号对于另一些算法的研究较少或者一些算法还处于理论阶段对现有通信方式下和经过一些特殊信道的信号处理研究较少,再或者一些算法与硬件的结合不足不能适合计算机技术在现在通信中的应用。本文主要就针对以上问题进行了一些有益的尝试和改进尤其是对各种算法与计算机等硬件结合实现时做了一定的研究。本课题以模式识别在通信信号调制识别中的应用为主线,分别对于基于不同域的算法进行了讨论并对进行了有益的改进,讨论了信号瞬时调制参数的统计特征、聚类算法的应用以及信号的Wigner-ville分布、小波变换、谱相关所体现的分类特征,此外还简要讨论了PSK信号所具有的高阶累积量特征,并根据以上特征提取算法结合相应识别方案识别不同的调制信号。文中还针对上述算法在实际中应用存在的缺陷提出了相应改进方案,通过理论与仿真相结合,比较分析了各种算法的优缺点以及相应的识别环境。如针对聚类算法进了改进提出了自适应的聚类算法使之能够更好的适应计算机对于信号的处理,对于DBSCAN算法提出了改进提出了自适应DBSCAN算法并应用与基带信号的星座图重构中,对于小波变换算法提出了在更加接近于实际情况下产生的码元波形的改进,对于现有的基于相关功率谱进行信号调制方式识别的算法计算量过大硬件实现困难的情况对其进了有用的改进提出了基于相关功率谱的盲识别算法以及对于我们在时频域分析时不常使用到的基于Wigner-ville分布进行计算的方法进行了尝试和总结等。

江东[6]2006年在《基于谱相关的非合作直扩信号参数估计技术研究》文中研究表明直接序列扩频(DS)信号具有很强的抗干扰能力、很低的被截获概率和良好的码分多址能力,因此对它的研究是宽带微弱信号检测与估计以及通信对抗领域的一个重要研究课题。对DS信号的研究是上世纪八十年代才开始展开的,经过近30年的发展,已经产生了诸多的DS信号估计方法。这些方法大多基于常规信号检测和估计理论,对于宽带微弱的DS信号,当信噪比较低时,这些估计方法的估计性能急剧恶化,不能得到有效的估计结果。本文对低信噪比下的DS信号的研究突破常规信号检测和估计理论,将DS信号建模为周期平稳随机过程,应用谱相关理论来分析它的谱相关域特性,寻求DS信号的参数在谱相关域的特征表现,从中提取相应的DS信号参数信息。DS信号是经过高速伪随机序列和正弦载波二次调制的宽带信号,因此具有周期平稳特性,它在谱相关域表现为:幅频特性在谱频率等于零截面切片上包含了载频和伪码速率信息特征,在谱频率等于载频截面切片上包含了伪码速率信息特征;相频特性在循环频率等于两倍载频截面切片上包含了载波初相信息特征。因此,可以通过各不同谱相关截面切片上的一维搜索来估计相应的DS信号参数。在利用DS信号谱相关域所表现的特征进行参数估计时,首先要利用有限时间数据对DS信号进行谱相关密度估计,为降低随机噪声对谱相关密度估计的影响,本文引入了集平均的思想,提出采用集平均的方法估计谱相关密度,从而在参数估计时,特征谱线更显着,提高了参数估计的信噪比容限。

赵毅[7]2004年在《循环谱相关理论用于直扩信号检测与参数估计的研究》文中研究说明直扩通信技术具有很强的抗干扰能力、低截获率、良好的码分多址通信能力和高保密性等优点,因此它在军事和民用通信、遥测、定位等领域得到了广泛的应用。 由于直扩信号具有上述优点,在复杂噪声中对其进行检测和参数估计是一个非常困难的课题。本文提出了应用循环谱相关技术来检测和识别直扩信号的方法。研究了直扩信号的检测和参数估计两方面内容。循环谱相关技术的分析对象是具有循环平稳性的信号,而直扩信号是利用伪随机码调制的宽带信号,具有循环平稳性。所以可以利用循环谱相关技术从复杂噪声中检测直扩信号。 在本课题中对以上方案的可行性作了深入的理论分析,提出了循环谱相关理论的两种实现算法,然后利用计算机仿真软件对该算法作了仿真研究,最后设计完成了基于DSP的硬件平台。在仿真中对直扩信号的载频和伪码速率参数进行了估计,结果和理论一致。在硬件平台上也对这两个参数的估计进行了实验,实际结果与仿真结果一致,证明该方案是可行的,与其他方法相比较,具有一定的优势。 本课题的研究,验证了循环谱技术的有效性,从而为直扩信号的检测提供了一种有效、实用的方法。

参考文献:

[1]. 谱相关理论及其在通信情报侦察中的应用[J]. 王增印, 周希元. 无线电通信技术. 1994

[2]. 基于循环平稳特征的频谱感知技术研究[D]. 韩德民. 电子科技大学. 2012

[3]. 谱相关理论在通信信号分析的应用[D]. 游彪. 解放军信息工程大学. 2001

[4]. 短波自适应调制信号的识别技术研究与实现[D]. 程磊. 解放军信息工程大学. 2006

[5]. 通信信号调制识别的计算机仿真[D]. 王国强. 西安工业大学. 2011

[6]. 基于谱相关的非合作直扩信号参数估计技术研究[D]. 江东. 哈尔滨工业大学. 2006

[7]. 循环谱相关理论用于直扩信号检测与参数估计的研究[D]. 赵毅. 哈尔滨工程大学. 2004

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