燕延[1]2000年在《信号软件解调及干扰效果评估的研究》文中进行了进一步梳理本文借助于软件无线电的崭新设计思想，结合干扰效果评估课题对基带分析的要求，结合工程需要，建立了AM、SSB、FM、ASK、FSK、MSK、PSK、DPSK、QPSK、QDPSK、OQPSK、8PSK等十二种制式信号的调制及解调模块。在此基础上进行了干扰仿真试验，提出了用相关系数测量高干信比下的信号含量，以此衡量模拟信号干扰效果的方法，给出了对多种制式信号的干扰效果（特别是在高干信比下的干扰效果）。通过对一段SSB、FM、BPSK、DPSK四种制式的语音信号加噪声调幅干扰的试验，证实了解调方案和干扰效果的结论是正确的；同时研究了噪声不同调制对同种解调方式的干扰效果，为最佳干扰样式的选择提供了参考依据。
江华[2]2007年在《信号调制解调和干扰效果的分析》文中研究表明随着通信干扰和反干扰在现代通信和军事中的作用和地位日益重要,对通信干扰的分析水平在实际应用中也提出了更高的需求。本文借助于软件无线电的崭新设计思想,结合干扰效果分析课题对基带的要求,结合工程需要,建立了AM、SSB、FM、ASK、FSK等十二种制式信号的调制及解调模块。在此基础上进行了干扰仿真试验,提出了用相关系数测量高干信比下的信号含量,以此衡量模拟信号干扰效果的方法,给出了对多种制式信号的干扰效果(特别是在高干信比下的干扰效果)。通过对一段SSB、FM、ASK、FSK四种制式的语音信号加噪声调幅干扰的试验,证实了解调方案和干扰效果的结论的正确性;同时研究了噪声不同调制对同种解调方式的干扰效果为最佳干扰样式的选择提供了参考依据。
陈菽莹[3]2007年在《基于软件解调方法的干涉型光纤传感器信号处理研究》文中进行了进一步梳理干涉型光纤磁场传感器涉及光电子学、材料学、信号处理、加工工艺等多个学科领域。由于干涉型光纤磁场传感器具有灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强、成本低等优点,有广泛的应用前景和发展潜力,是当今磁场传感器技术研究领域的一个热门方向。干涉型光纤微弱磁场传感探头的灵敏度很高,因此对信号处理模块提出了相应的要求。一个设计良好的信号处理模块应该能很好地还原传感器探头所探测到的信号,并较少地引入噪声。而通常采用的硬件信号检测方法具有不灵活和局限性,特别是额外的引入了电噪声,所以本文考虑用软件的手段进行信号检测。由于系统噪声对传感器输出光信号会产生相位漂移,所以如何抑制系统噪声是信号检测的关键所在。干涉型光纤磁场传感器的系统噪声包括外界环境引入噪声和光源噪声、光纤热噪声、散弹噪声以及光电探测器噪声等本底噪声。本文详细分析和评估了这些噪声的来源及对输出信号相位影响的机理。其中,光纤热噪声、散射噪声是传感系统中对灵敏度(即最小可测相位)影响最大的起伏噪声,为此,本文提出了基于自适应谱线增强技术的滤波方案,对干涉型磁场传感探头现场获得的差分输出信号进行采样,将采样数据通过自适应谱线增强器滤波,利用波形中的三个相位点确定直流、基波、二次谐波分量等参数,实现被测磁场信号的软件解调。由于自适应谱线增强技术是一个通过时间延迟和多次迭代实现噪声滤除的方法,可以有效滤除光纤热噪声和散弹噪声等系统宽带白噪声。同时,在频域上,它是一个带宽可调的窄带滤波,可以动态跟踪光纤传感器谐振工作点,克服了硬件实现中带通滤波器中心频率受限的弱点。实验表明,自适应谱线增强器模块对系统本底噪声有很好的抑制作用,与未采用该模块相比,减少了13dB。同时,我们发现,解调线性度优于未经过滤波模块的结果,使光纤传感器灵敏度达到5.22×10 ?3mV nT。信号处理软件化的方法不仅设计参数灵活易调节,而且能抑制系统噪声的影响。本文结合传感网络的趋势,提出将基于软件解调方法的干涉型光纤传感器信号处理系统虚拟仪器化的思想,结合计算机的高性能处理能力,即可将信号处理系统处于远距离的监控中心进行实时测量,此为今后课题研究方向的一个参考。
吕余清[4]2009年在《基于DSP的气象传真与航行告警接收机的设计与实现》文中认为无线气象传真和NAVTEX是航海安全保障的重要手段,随着航海事业的蓬勃发展,越来越受到各国的重视。目前,无线气象传真和NAVTEX多是使用各自的接收机,即无线气象传真接收机和NAVTEX接收机,实现气象传真图和NAVTEX报文的接收,只有为数不多的生产厂商在进行无线气象传真和NAVTEX一体机的研制,而我国还没有从事这方面的研究。本论文正是基于此种现状,对新型无线气象传真和NAVTEX一体机展开研制。新型无线气象传真和NAVTEX一体机的设计难点:1、前端接收电路的研制,设计的接收电路既能接收无线气象传真信号,同时可以并行地接收NAVTEX信号;2、具有以太网操作和单机操作两种操作模式,从而实现不仅单机构成独立系统,且可以和其它系统采用以太网通信,组合使用;3、基于DSP的无线气象传真和NAVTEX并行控制程序设计,对前端接收电路送入的无线气象传真和NAVTEX数据做并行处理。本论文参考大量技术资料,并结合本接收机的设计实际要求,对前端接收电路采用两级超外差接收方式,实现气象传真信号和NAVTEX信号的主载波的解调,得到基带调制信号,再通过过采样技术,将基带调制信号转换成数字信号,送入DSP进行软件解调。其中本振电路采用DDS芯片实现,从而使NAVTEX接收频率可调,实现多频NAVTEX接收功能。设计中,采用单片机与DSP组合使用,既满足了高速数据处理的需要,又解决了控制接口众多的问题,从而方便地实现了以太网操作和单机操作两种操作模式。论文研究了并行接收模式的机制,设计了基于DSP的并行数据处理程序,给出了设计流程图。根据系统结构要求,设计、制作了前端接收电路和信号处理及控制电路,并对电路进行了调试,测试结果满足设计要求。
杨文豪[5]2016年在《基于双核处理器的气象传真接收组件设计与实现》文中进行了进一步梳理随着全球经济一体化步伐加快,远洋航行变得越来越普遍,海洋气象传真资料的需求已不再局限于军事领域,开始应用在日常生活、贸易中。气象传真接收机作为获取气象传真信息的途径之一,成为船舶航行安全必不可少的设备。国内气象传真机,必须搭配相应的客户端设备,这与当今社会追求智能、便携的设计目标格格不入。本文提出一种基于双核处理器的气象传真接收组件设计,结合WebServer网络技术、嵌入式开发技术及气象传真通信技术,通过搭建服务器实现用户利用IE浏览器访问并控制气象传真机组件,获取海洋气象传真图像。根据气象传真的通信过程及工作原理,设计并实现了短波接收电路。将双核处理器分为服务器内核和数据采集和前端控制内核,其中服务器内核运行uC/OSIII操作系统,实现同外部浏览器网络连接、网络报文解析、采样数据软件解调和图像文件的生成;数据采集及前端控制内核通过解析来自服务器内核的命令控制字对短波接收板及ADC模块进行控制,实现气象传真信号的接收。传真机采用定时接收的操作方式进行气象传真图接收,用户在设置气象传真接收参数后无需进行其他操作。传真机自动按照时间设定进行图像接收,并在网页中更新已接收完成图像。论文对气象传真接收组件设计进行了详细说明,包括基于双核处理器的系统软件方案及网页界面设计并根据系统指标完成了硬件设计,最后给出了系统的调试结果。基于双核处理器的气象传真接收组件的实现,解决了当前气象传真机成本高、功耗大、资源利用率低和操作不便等众多问题,为气象传真机的民用化普及提供了又一种可能。
刘文飞[6]2018年在《F-P传感系统解调算法和数据处理及表现》文中研究指明作为光纤传感器中的一个重要分支,光纤珐珀(Fabry-Perot,FP)传感器已经广泛应用于航天、医疗、建筑等各个领域。对于光纤FP传感器的解调,传统基于腔长分析的解调方法需要获取较宽的光谱才能得到较高的解调分辨率,对解调系统硬件性能要求较高,不适合工程化应用。为了降低解调成本,本文提出了一种可以在较窄光谱范围内实现高分辨率、大动态范围测量的高效解调算法。本文基于此解调算法开发了一套一体化的软件解调系统并将其应用到实际工程中,取得了较好的应用效果。本文主要研究内容如下:1.理论分析线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)相位解调算法解调速度低以及测量线性度差等问题。为了更好满足高效和高指标的解调需求,本文提出了一种基于局部计算的拟合寻峰解调算法,依据峰值变化与传感器腔长变化的关系,将光谱的峰值作为传感器参量进行追踪。将本解调算法与CZT相位解调算法进行对比分析,结果表明其解调速度相比提高44.7%,解调输出灵敏度相比提高4.37倍,而测量线性度达0.9999以上。2.针对受噪声影响出现的解调结果误差过大等问题,本文对光谱数据和解调结果数据中的噪声进行分析后,根据需求采取了多种去噪算法。经过去噪算法的优化,解调结果的短时波动减少了83%。3.针对应用项目中要求的可视化和一体化系统表现,本文基于局部拟合寻峰解调算法开发了一套应用于光纤FP传感器的软件解调系统,该系统采用模块化设计方案,在保证系统稳定性和功能多样性的同时提升了解调速率,系统实时解调速率从600 Hz提升到960 Hz。4.对本文设计实现的解调系统做了相关性能测试,全面评估了解调系统各项性能指标。将本解调系统应用于实际的天平测量项目和压力测量项目,实验证明本解调系统具有良好的稳定性和易操作性,满足项目各项指标要求。
马云升[7]2003年在《基于声卡和DSP的PSK信号软件调制解调的研究》文中提出随着超大规模集成电路(VLSI)技术和计算机技术的飞速发展，数字信号处理(DSP)技术在通信领域中已有了广泛的应用，而软件无线电自其被提出后，就以显著的优点得到业界的极大支持和推广，发展迅速。本文基于软件无线电的思想，研究并实现了以多媒体计算机声卡和DSP为基本硬件平台的PSK信号的软件调制解调。 本文首先分析了调相信号调制解调的基本理论和多媒体计算机(MPC)声卡组成原理及数据传输等方面的内容，然后研究并实现了基于计算机声卡的BDPSK和QDPSK信号软件调制解调系统，内容包括数字载波序列的产生、载波同步、滤波器设计，信号的抽样判决等。系统采用相干解调方法，载波同步采用Costas环，在系统开发过程中，利用EDA工具SystemView对锁相部分包括载波同步算法和数字滤波器设计等内容进行了仿真分析。 最后，本文又在DSP(TMS320C542)上研究并实现了除抽样判决外的BDPSK信号的解调软件，最终可在DSP开发板上的D／A端口输出经低通滤波后的信号波形，它反映了基带信号的信息。 本文所研究的内容适应当前科学技术的发展与更新，软件实现信号的调制与解调是当前通信领域中的先进技术，具有一定的理论和实践意义。
李照帅[8]2012年在《超短波通信静噪关键技术研究与验证》文中认为超短波通信电台广泛应用于军队的野外作战指挥，其语音通信质量的好坏直接影响到部队的远程指挥及命令的下达。在正常情况下，使用有线电话通信时接收到的语音信号噪声很小甚至没有。但超短波传输环境复杂，语音信号在传输过程中会受到各种噪声干扰，噪声的大小、接收到信号的强弱、通信距离的远近以及多普勒运动对最后接收到语音的质量影响很大。在使用对超短波通信电台进行通话时会有这样的体验，在接收到的信号强时，噪音就小，甚至没有噪音，语音很干净；反之语音信号弱，噪音就大，特别是无语音信号时音频的输出端会发出哗哗的刺耳噪声。超短波电台的静噪功能就是为了解决通话质量和噪音的问题，在无语音时关闭音频输出，并且当信噪比较低时对语音信号降噪，从而提高接收端语音的清晰度和可懂度。为此本文在超短波通信硬件平台上设计了静噪系统，实现了对接收端输入信号中是否含有语音信号的检测，在检测到无语音信号时关闭音频输出，并在信噪比较低时对语音信号中的噪声进行抑制。首先，论文探讨了超短波通信静噪技术的现状。静噪关键技术主要有语音有无检测和噪声抑制两部分。其次，本文根据静噪功能的需求和超短波通信平台的硬件条件，设计了超短波通信的静噪方案，并在以TMS320C6748芯片为核心的超短波通信平台上实现了超短波通信数字静噪技术。最后，通过测试平台的搭建，完成了超短波通信的静噪功能和性能测试。测试结果表明，超短波通信的静噪功能正常，并且能够抑制低信噪比语音信号中的噪声，提升其信噪比。本文设计的超短波通信静噪方案，不但实现了接收信号中有无语音信号的检测，而且能够抑制带噪语音信号中的噪声，最多能将语音信号的信噪比提高5.1dB。该静噪方案在新型的超短波电台中具有良好的应用前景。
马宾[9]2008年在《基于局部模式耦合理论的耦合型光纤振动传感器设计与应用研究》文中提出振动是现代工程技术领域常见的一种物理现象,大部分的振动都会对振动对象带来损害。如何有效的利用和控制振动现象,最大限度的消除振动带来的破坏性损伤,成为工程技术人员的一个重要研究课题。从20世纪初直到今天,振动检测技术得到了巨大的发展,振动检测技术的发展经历了机械式,电气式,和光学式测量三个阶段。机械式测振仪由于精度低,易磨损,信号不能传输等缺点,已经被淘汰;电气式振动传感器因其技术成熟,灵敏度较高得到了广泛地应用,但电气式传感器需要进行绝缘处理,易受电磁干扰难以达到安全生产的目的;针对电气式传感器的这些弊端,人们纷纷将目光投向光学传感测量技术。其中,光纤传感技术因具有传感精度高、测量范围广、传输容量大、本质安全、抗电磁干扰等优点代表着新一代光传感器的发展方向。基于强度、频率、波长、偏振调制等多种形式的光纤传感器广泛应用于社会的多个领域。熔锥型单模光纤耦合器是应用最广泛地光纤元器件之一,其功能是使传输中的光信号在特殊结构的熔锥区发生耦合,实现分(合)光,因而可以用作滤波器,分束器和偏振器等。其制造过程为:将两根去除涂覆层的单模光纤以一定的方式靠拢,在高温下加热熔融,同时向两侧拉伸,最终产生一段双向圆锥结构,入射光在这个双锥体结构的熔锥区发生光功率再分配,一部分光从“直通臂”继续传输,另一部分光从“耦合臂”传输到另一光路,实现光功率的分配。光纤耦合器的耦合输出对光纤耦合区长度和耦合区折射率的变化非常敏感,利用这一特点,可以制成耦合型光纤应变传感器和耦合型光纤振动传感器,通过对传感器耦合输出变化的测量,实现对外界振动信号的检测。本文通过对熔锥形单模光纤耦合器耦合机理的研究,推导出了单模光纤耦合器耦合输出在振动作用下的变化规律,提出了以单模光纤耦合器作为传感元件实现振动信号检测的新思想。主要研究了以下几个方面的内容:1.概述了振动测量技术的发展现状,讨论了耦合型光纤传感技术的应用背景及相比较于其它光纤传感器具有结构简单、成本低廉、灵敏度高、频率范围大等特点,对国内外的研究历程和研究动态进行了综述,阐述了光纤耦合器用于振动测量的理论意义和潜在的应用价值。2.根据两平行光波导横向耦合机理,导出了平行光波导耦合输出的数理微分方程。将两相同单模光纤熔锥形成的截面缓变的耦合器分解成多个截面相等的局部,提出了采用局部模式耦合的思想研究光波在两耦合光纤中的传输规律,在局部采用两平行光波导耦合理论分析了光的耦合现象,获得了精确的耦合输出函数和变化曲线,建立了耦合器耦合输出与耦合长度和折射率变化的数学关系模型。分析了振动对耦合输出的影响,将振动对耦合输出的影响分为低频振动和高频振动两种情况,结合二阶单自由度受迫振动系统研究了低频振动情况下耦合输出的变化规律;通过分析材料的弹光效应导致折射率发生改变从而影响耦合输出变化研究了高频振动对耦合输出的影响。推导出了耦合输出与振动的关系方程,在此基础上提出了以单模光纤耦合器为传感元件实现振动信号测量的新思想。3.利用导得的光纤耦合输出的理论计算公式,求出耦合输出比与耦合区应变对应关系的精确计算公式,采用螺旋测微仪对光纤耦合器的应变特性进行研究,避免了悬臂梁结构自重,梁的振动等不可控因素对测量结果的影响,有效提高了测量精度。另外,将光纤耦合器粘贴在悬臂梁结构上,获取了耦合器在冲击和振动下的响应效果,并和压电传感器进行了对比,试验结果和理论分析相一致。熔融拉锥式单模光纤耦合器不但具有应力敏感性,同时具有较好的温度稳定性和横向抗干扰性,可以用于应变和振动的测量。4.设计了两种耦合区长度变化主导的耦合型光纤振动传感器。一种是将特殊工艺制作的耦合器粘贴在悬臂梁上,振动过程中悬臂梁长度的变化引起耦合区长度发生变化,建立了悬臂梁振动的数学模型,将振动引起的悬臂梁的应变量带入耦合器输出的计算公式,得出耦合输出与振动的精确计算公式并采用MATLAB进行仿真,设计适用于基础建筑设施健康检测要求的耦合型低频光纤振动传感器实现了对10Hz以下振动的精确测量。另外一种是将耦合器悬空固定在一个有V型槽的中空铝合金块上,根据材料力学的理论,振动过程中耦合区的应变主要集中在耦合区最细的部位,应变与耦合区截面半径的平方成反比,当耦合区截面半径小于20μm时,耦合区的应变随振动发生明显变化,较细的耦合区起到一个振动转换器的作用,给出了变化关系曲线并得到了耦合输出与振动的精确计算公式;采用这种方法制作的耦合型通用光纤振动传感器可以实现对300Hz以下振动的测量。5.设计了一种耦合区折射率变化主导的耦合型光纤振动传感器。根据弹性力学和光纤光学的理论,耦合器在高频振动作用下,分子间因相互作用力发生改变而产生相对位移导致介质密度的变化,引起光纤耦合区折射率的变化并在光纤内部形成一个折射率周期波动的位相光栅,折射率的变化会引起介电常数和耦合系数的波动使耦合输出发生改变,导出了高频振动引起耦合输出变化的精确计算公式。针对复合材料与智能结构性能评估中需要进行高频响应检测的要求设计了耦合型高频光纤振动传感器,对8KHz以下振动信号进行了测量,取得了理想地测量结果;同时讨论了传感器对不同强度和不同方向信号的响应特性。6.设计了一套完整的耦合型光纤振动检测系统。由于耦合输出功率很小(一般是nW量级),选择高灵敏度,低噪声的光电二极管,设计了对应的光电转换和二级放大滤波电路。采用了差动/比例放大解调电路,通过检测耦合器两输出端的输出功率之差实现对振动的测量,有效的避免振动检测系统光源的波动和电路的噪音对测量结果的影响。选择适当的数据采集卡以及应用软件(LabVIEW)实现振动参数的采集与分析,采用软、硬阈值相结合的小波去噪方法进行信号处理,通过模平方法使得小波系数中的噪声部分和信号部分的差值增加,促进信噪分离。利用本文导出的系列结论和试验验证的结果,将设计的耦合型光纤传感器应用于具体的检测系统。采用耦合型光纤振动传感器制作动态汽车称重仪,在车速低于20KM/h的范围内,测量汽车重量的误差小于5%,解决了目前动态秤重方案中电类传感器精度低,成本高,使用寿命短等问题,实现了低成本,高效率的动态秤重方案;将耦合型光纤振动传感器用于大型发电机定子绕组振动的在线监测,取得了理想地测量结果。7.对耦合型光纤传感器的理论和试验工作进行了总结,并分析了理论、试验和工艺存在的问题,提出了新的研究方向。
王刚[10]2002年在《短波单边带软件无线电DSP模块的研制》文中认为短波通信是中远距离无线通信的一个重要方式，由于通信距离远、抗打击能力强、设备简单等优点在近年来重新受到重视。然而现在对通信机提出了更高的要求，要求实现多模式多波段的通信，传统的接收机结构由于在功耗、体积、可靠性等方面的原因，越来越不适应这个要求，因此必须对通信机的结构做重大改进，这就需要实现通信机的智能化、数字化、软件化。数字信号处理理论特别是多速率信号处理理论的完善，数字信号处理芯片、A╱D变换器的性能的提升和价格的相对下降使得软件化、数字化的通信机的实现成为了可能，并且产生了软件无线电的思想。 本文即是依照软件无线电的思想，对短波接收机中频以后实现数字化改造，在统一的数字信号处理硬件平台上，利用通用的DSP器件采用不同的软件算法来实现LSB、USB、AM、CW等信号的解调。这样能够在很大程度上使解调模块体积缩小、功耗降低，而且便于扩展解调其它类型的信号，例如窄带调频、短波段数据传输等。而在传统接收机中这部分是用模拟硬件实现的，对每一种信号的解调都需要单独的硬件来完成，硬件复杂度过高。 本文阐述了一种软件无线电短波接收机的实现方案，它的模拟域到数字域的转换是采用欠采样技术和中频数字化实现的。在中频数字化以后使用TI的TMS320C54系列DSP芯片等组成硬件平台，在这个统一的硬件平台上实现对不同类型调制信号的纯软件解调。文中讨论了采样模式、算法实现、硬件选型等需要解决的重要问题，对软件解调算法做了详细的理论分析，比较了软件无线电接收机与传统接收机的异同，提出了一种可行的软硬件实现结构，并在最后给出了测试结果，从而验证了该结构。
参考文献：
[1]. 信号软件解调及干扰效果评估的研究[D]. 燕延. 西安电子科技大学. 2000
[2]. 信号调制解调和干扰效果的分析[D]. 江华. 上海交通大学. 2007
[3]. 基于软件解调方法的干涉型光纤传感器信号处理研究[D]. 陈菽莹. 上海交通大学. 2007
[4]. 基于DSP的气象传真与航行告警接收机的设计与实现[D]. 吕余清. 哈尔滨工程大学. 2009
[5]. 基于双核处理器的气象传真接收组件设计与实现[D]. 杨文豪. 哈尔滨工程大学. 2016
[6]. F-P传感系统解调算法和数据处理及表现[D]. 刘文飞. 电子科技大学. 2018
[7]. 基于声卡和DSP的PSK信号软件调制解调的研究[D]. 马云升. 大连海事大学. 2003
[8]. 超短波通信静噪关键技术研究与验证[D]. 李照帅. 电子科技大学. 2012
[9]. 基于局部模式耦合理论的耦合型光纤振动传感器设计与应用研究[D]. 马宾. 山东大学. 2008
[10]. 短波单边带软件无线电DSP模块的研制[D]. 王刚. 电子科技大学. 2002
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