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基于2比特判决反馈的改进AIS非相干解调算法

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电讯技术 2023年

作者：袁睿畅龚晓峰鲜果成都大公博创信息技术有限公司四川大学电气工程学院

针对星载接收机接收到的船舶自动识别系统(Automatic Identification System， AIS)信号信噪比低、高斯最小频移键控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying， GMSK)调制采用的高斯成型滤波器产生码间干扰(Inter Symbol Interference， ISI)以及非相干解调鲁棒性差等问题。提出了一种基于2比特判决反馈的改进AIS非相干解调算法。首先，接收信号通过匹配滤波器、鉴频器和自适应检测滤波器获得基带信号；其次，构造判决反馈，补偿鉴频噪声与ISI；最后，设计一种基于长短时记忆(Long-short term memory， LSTM)与注意力机制(Attention)的相位路径预测模型，获取2比特反馈补偿，改进判决反馈补偿能力。仿真与实测结果表明，改进方法较1比特判决反馈法对自适应滤波器的适应能力更强，改进方法在信噪比为7.2dB时，误码率降低至10-5；较传统方法，真实场景下AIS信号的循环冗余校验(Cyclic redundancy check， CRC)通过率提升了9.5%。

关键词：高斯最小频移键控码间干扰判决反馈非相干解调 LSTM-Attention

深空测控通信中GMSK体制非相干解调算法研究

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宇航学报 2014年第12期35卷 1437-1443页

作者：吴伟仁节德刚丁兴文李海涛探月与航天工程中心北京100037 北京遥测技术研究所北京100076 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

针对深空测控通信中GMSK体制非相干解调损失较大的难点,提出了一种改进的GMSK信号非相干维特比解调算法。通过分析相位状态网格图中相位转移规律,建立理论仿真模型。通过原理样机的研制和测试,实测数据表明:该算法具有解调损失低、实现... 详细信息

针对深空测控通信中GMSK体制非相干解调损失较大的难点,提出了一种改进的GMSK信号非相干维特比解调算法。通过分析相位状态网格图中相位转移规律,建立理论仿真模型。通过原理样机的研制和测试,实测数据表明:该算法具有解调损失低、实现复杂度适中的优点;相比于理论的最佳相干解调算法,在误码率1×10-4量级下,实测仅损失0.6 d B。目前该算法已应用于国内某深空测控通信系统GMSK体制基带设备中,并成功解调出欧空局Herschel–Planck卫星数据。

关键词：非相干解调相位状态网格图维特比算法

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基于FRFT的SNCK信号非相干解调

系统工程与电子技术 2013年第12期35卷 2600-2606页

作者：孙志国周彬田丹阳郭黎利熊磊哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

在采用相干解调方法进行接收时,正弦型非线性切普键控(sine non-linear chirp keying,SNCK)信号受相位误差和多普勒频移影响较大,针对此问题提出一种将其近似为分段线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号,采用分数阶傅里叶变换... 详细信息

在采用相干解调方法进行接收时,正弦型非线性切普键控(sine non-linear chirp keying,SNCK)信号受相位误差和多普勒频移影响较大,针对此问题提出一种将其近似为分段线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号,采用分数阶傅里叶变换(fractional fourier transform,FRFT)进行解调的非相干解调方法。将FRFT解调方法与经典相干解调方法进行对比,通过理论推导和仿真分析发现,在严格同步条件下,SNCK信号相干解调性能优于FRFT解调方法,并且信号码元长度对FRFT解调性能有微弱的影响。但FRFT解调不受相位误差的影响,且具有相对较高的抗多普勒频移能力。

关键词：解调非相干解调分数阶傅里叶变换正弦型非线性切普键控相位误差

2FSK信号调制与非相干解调的仿真设计与分析

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苏州市职业大学学报 2022年第1期33卷 5-11页

作者：尚丽苏州市职业大学电子信息工程学院江苏苏州215104

二进制频移键控(2FSK)调制方式和信号解调技术被广泛应用于通信系统中,但是其理论内容对高职院校的学生而言比较抽象,学生难以理解和掌握。本研究基于2FSK信号调制与非相干解调原理,借助Matlab/Simulink仿真技术,实现2FSK信号键控调制... 详细信息

二进制频移键控(2FSK)调制方式和信号解调技术被广泛应用于通信系统中,但是其理论内容对高职院校的学生而言比较抽象,学生难以理解和掌握。本研究基于2FSK信号调制与非相干解调原理,借助Matlab/Simulink仿真技术,实现2FSK信号键控调制法和非相干解调法的Simulink建模和仿真。仿真实验表明,仿真结果和理论分析的结果一致,验证了理论分析方法的正确性。

关键词：通信系统二进制频移键控(2FSK) 调制非相干解调 Matlab/Simulink仿真

CPM信号非相干解调与RS码盲识别技术研究

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CPM信号非相干解调与RS码盲识别技术研究

作者：杨烁哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在数字通信系统中,信号在信道中传输会受到噪声的影响,接收方需要将收到的信号解调、译码,从而恢复出信息。然而对于非合作通信方式而言,接收方对接收信号的任何信息都是未知的,包括调制方式、调制参数、编码方式以及编码参数。所以接... 详细信息

在数字通信系统中,信号在信道中传输会受到噪声的影响,接收方需要将收到的信号解调、译码,从而恢复出信息。然而对于非合作通信方式而言,接收方对接收信号的任何信息都是未知的,包括调制方式、调制参数、编码方式以及编码参数。所以接收方需要对接收信号进行调制方式识别、调制参数估计、编码类型识别以及编码参数识别等处理。本论文重点研究了连续相位调制(Continue Phase Modulation,CPM)信号的非相干解调算法以及里索(Reed-Solomon,RS)码的盲识别算法。首先,本文在介绍了CPM信号的模型、状态表示以及相干解调的基础上,重点研究了CPM信号2符号差分的非相干解调算法,并在其基础上引入了频偏校正因子,对载波的剩余频偏引起的相位偏转进行校正。其次,研究了RS码盲识别的经典算法。阐述了RS码的编码原理与无误码情况下RS码的盲识别方法,并对RS码的基本特性进行分析。在存在误码情况下,对两种经典盲识别算法:伽罗华域傅里叶变换法以及欧几里德算法进行了研究分析。伽罗华域傅里叶变换法的依据是RS码经过伽罗华域傅里叶变换后会出现连零谱特性。但是该方法实现过程需要的数据量较大,并且运算复杂度较高。欧几里德算法依据RS码的循环移位特性,对RS码进行盲识别。该方法避免了对所有码字长度下本原多项式的遍历,并且去除部分含错的RS码字,降低了一部分计算复杂度。最后,本文在基于中国剩余定理分解算法的基础上提出了改进方案,并且对该方法的识别性能进行仿真分析。该方法在保留原中国剩余定理分解算法低数据量、低复杂度的基础上,提高了算法的识别性能。该算法在中国剩余定理分解算法的基础上,依据分量码码字的信息位与校验位之间的关系,将分量码字构成矩阵的校验列化简为零。当码组存在误码时,化简后的校验列仍然有较多的零存在,而对于随机码字不会出现校验列有较多的零出现。在识别出码字长度以及本原多项式之后,将码字序列进行伽罗华域傅里叶变换即可求出生成多项式。在m=3、误比特率为10时,伽罗华域傅里叶变换法和欧几里德算法无法有效地识别出RS码的编码参数。而本文提出的基于中国剩余定理分解的改进算法可以有效识别出RS码的编码参数,并且识别概率可达到70%以上。对于(127,63)RS码,当误比特率小于10时,识别概率可以达到95%以上。

关键词：连续相位调制非相干解调 RS码中国剩余定理

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非相干解调JTIDS系统报文传输性能分析

无线电工程 2013年第3期43卷 16-19页

作者：张宏欣王永斌刘宏波海军工程大学湖北武汉430033

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)是美军C4ISR系统的核心组成部分。目前针对其链路性能建模多基于相干解调方式,而JTIDS采用非相干解调方式。因此,在对JTIDS多层调制技术进行分析建模基础上... 详细信息

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,JTIDS)是美军C4ISR系统的核心组成部分。目前针对其链路性能建模多基于相干解调方式,而JTIDS采用非相干解调方式。因此,在对JTIDS多层调制技术进行分析建模基础上,研究了2种非相干解调方式JTIDS接收模型,导出了这2种接收模型下JTIDS系统在加性高斯白噪声信道下的符号错误概率表达式,通过对比分析各模型下的数值结果表明,非相干接收软判决译码模型是JTIDS性能分析的适合模型。为后续建立JTIDS仿真平台、评估JTIDS通信网络性能提供了理论依据。

关键词：联合战术信息分发系统循环码移键控非相干解调符号错误概率

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大动态PCM/FM遥测信号的非相干解调

电讯技术 2013年第11期53卷 1428-1434页

作者：谢顺钦王世练杨春中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

针对大动态低码率PCM/FM遥测信号的可靠接收问题展开研究,给出了一种基于连续相位调制(CPM)信号原理的载波频偏矫正及差分序列检测的非相干接收方案。针对限幅鉴频、多符号检测及差分序列检测等3种非相干解调算法,介绍了各自应用于PCM/F... 详细信息

针对大动态低码率PCM/FM遥测信号的可靠接收问题展开研究,给出了一种基于连续相位调制(CPM)信号原理的载波频偏矫正及差分序列检测的非相干接收方案。针对限幅鉴频、多符号检测及差分序列检测等3种非相干解调算法,介绍了各自应用于PCM/FM信号的算法原理,并比较了3种算法的解调性能及对大动态环境的适应能力。计算机仿真表明,在无残留频偏情况下,2符号相位差分序列检测性能最好;但在0.05倍码速率的残留频偏下,1符号相位差分序列检测的性能更好,优于2符号相位差分序列检测、限幅鉴频检测和多符号非相干检测。对PCM/FM信号的讨论包含了几种典型的非相干解调,对大动态环境下的PCM/FM接收有重要的参考价值。

关键词： PCM FM 大动态非相干解调差分解调

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一种改进的星载AIS信号非相干解调算法

电讯技术 2014年第2期54卷 169-173页

作者：程欢王小华曹志锋长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410015 镇江船艇学院江苏镇江212003

针对星载船舶自动识别系统（AIS）无法避免的信号混叠问题,研究了AIS系统中应用最广泛的1比特差分和2比特差分解调,提出了一种1、2、3比特联合差分反馈的AIS信号非相干解调算法.该算法基于贝叶斯线性模型建立了最大似然估计的1、2、3比... 详细信息

针对星载船舶自动识别系统（AIS）无法避免的信号混叠问题,研究了AIS系统中应用最广泛的1比特差分和2比特差分解调,提出了一种1、2、3比特联合差分反馈的AIS信号非相干解调算法.该算法基于贝叶斯线性模型建立了最大似然估计的1、2、3比特联合差分解调结构,验证了在加性高斯信道中该算法比传统非相干解调算法有更好的抗信号混叠能力.仿真实验表明：该算法的解调误码率与1、2比特联合差分及2、3比特联合差分相比,当误码率（BER）等于10-2时,在加性高斯信道（AWGN）下具有1.5dB的性能优势,同道干扰信道（CCI）下具有1~2dB的性能优势.关键词：星载AIS;非相干解调;差分反馈;

关键词：星载AIS 非相干解调差分反馈误码率分析

基于非相干解调的SNCK通信系统设计与实现

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基于非相干解调的SNCK通信系统设计与实现

作者：李小华哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着公共交通工具速度的不断提升和高速承载器的产生,人们对处在高速运动状态下的通信质量需求越来越高,为此,产生许多新型的无线通信模式和先进的通信信号处理技术来抑制由高动态场景而带来的多普勒频移。相比于单频波调制技术,非单频... 详细信息

随着公共交通工具速度的不断提升和高速承载器的产生,人们对处在高速运动状态下的通信质量需求越来越高,为此,产生许多新型的无线通信模式和先进的通信信号处理技术来抑制由高动态场景而带来的多普勒频移。相比于单频波调制技术,非单频波调制技术以其自身强抗多普勒频移能力而备受研究者关注。本文通过分析一种新型非单频波数字调制技术——正弦型非线性切普键控（Sine Non-linear Chirp Keying, SNCK）,提出SNCK调制技术的非相干解调技术,通过软件平台分析SNCK非相干解调通信系统性能,最后在硬件验证平台验证其可行性。本论文的主要研究内容如下所述:首先,介绍SNCK调制技术原理,通过Matlab软件仿真分析SNCK已调信号相干解调和非相干解调在高斯白噪声信道下的误码率性能,研究非相干解调的理论和多普勒效应信道模型,分析SNCK技术非相干解调的抗多普勒频移能力。其次,构建基于非相干解调的SNCK通信系统软件仿真平台,通过Matlab仿真分析SNCK信源、高斯白噪声信道、多普勒频移信道模型、正交数字下变频、CORDIC鉴频法、抽样判决器各模块性能,分析非相干解调误码率性能。最后,构建基于FPGA的非相干解调SNCK通信系统硬件实现平台,从硬件实现和测试的角度验证基于非相干解调的SNCK通信系统的可行性和有效性,证明SNCK非相干解调技术的工程实用价值。

关键词：正弦型非线性切普键控（SNCK）非相干解调误码率 CORDIC鉴频验证平台