现代通信环境日益复杂，通信信号的密度成倍增加，电磁信号样式复杂多变，使得通信信号的识别变得异常困难[1]。信号检测设备通过对待识别通信信号的特征参数的观测，与数据库中己知信号的特征参数进行匹配，从而确下面是小编为大家整理的信号与通信论文【五篇】,供大家参考。
信号与通信论文范文第1篇
【关键词】灰色关联理论证据理论通信
现代通信环境日益复杂，通信信号的密度成倍增加，电磁信号样式复杂多变，使得通信信号的识别变得异常困难[1]。信号检测设备通过对待识别通信信号的特征参数的观测，与数据库中己知信号的特征参数进行匹配，从而确定待识别通信信号的类型。
本文提出利用灰色关联算法获得各证据体的BPAF，然后利用基于证据理论[2，3]对证据进行融合。理论分析和仿真结果表明，该方法识别率高、可靠性强，适合于复杂下的通信信号识别。
一、灰色关联分析基本原理
三、算法的步骤
本文所提出的识别算法步骤如下：
（1）构造通信信号识别框架U
定义所有通信信号的类型U={R1，R2，…，RN}。
（2）获取证据的BPAF
计算比较数列与参考数列的灰色关联度，然后采用式（7）计算BPAF。
xij=xij+滓ij×randn（5）
xij、滓ij分别为第i类信号的第j指标的均值和方差，randn为均值为0、方差为1的正态随机分布。
假设三种传感器的测量方差如表2所示，根据表2和式（5）可以模拟来自于辐射源b1的观测样本。其中，信号侦察设备获取三个周期的样本，ELINT系统二个周期的样本，利用ESM一个周期的样本，获得的观测样本序列如表3所示。
利用灰色关联算法获得BPAF，如表4所示。
按照相同侦查设备融合的结果，如表5所示。
按照不同侦查设备融合的结果，如表6所示。可见，本文的方法可以正确的识别出的信号b1。
五、结论
针对复杂环境下的信号识别问题，本文研究了一种利用灰色关联算法获取BPAF，利用证据融合模型进行识别的方法。理论分析和仿真结果表明，该方法可以正确的识别出信号的类型。
参考文献
[1]林象平.雷达对抗原理.西安：西北电讯工程学院出版社，1985.6：171-175.
[2] Dempster AP. Upper and Lower Probabilities Induced by a Multivalued Mapping [J].The Annals of Mathematical Statistics， 1967，38（4）：325-339.
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[5]王杰贵，罗景青，尹成友.多传感器信息融合机载辐射源识别[J].信号处理，2002，18（1），11～14.
信号与通信论文范文第2篇
关键词：数字信号处理 微信平台 智慧课堂
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0153-02
目前，几乎所有的工程技术领域都会涉及到信号处理问题，而数字信号处理由于具有精度高、可靠性强以及便于大规模集成等特点，已成为发展最快、应用最广泛的学科之一[1]。《数字信号处理》作为通信、电子类专业的一门重要专业课程，目前已广泛应用于语音、图像、雷达、通信、控制、声纳、航空航天、故障检测、遥感遥测、生物医学、地质勘探、自动化仪表等领域[2]。但是，《数字信号处理》课程目前的教学模式仍侧重于理论讲授，不能充分体现工程应用性，不利于应用型人才的培养。因此，《数字信号处理》课程的改革与实践势在必行。
《数字信号处理》课程以《高等数学》《线性代数》《信号与系统》等课程为基础，同时又作为《随机信号处理》《图像处理》《自适应信号处理》等后续课程的基础，具有承上启下的作用[3]。该课程具有较强的理论性，涉及到的公式推导繁多，对学生的数学基础有一定要求[4]。因此，应结合应用型地方本科院校的特点和需求，对《数字信号处理》课程进行教学改革与实践。
1 数字信号处理课程传统教学存在的问题
1.1 传统课堂缺乏师生间的有效互动，不利于学生自主学习
传统课堂以教师讲、学生听为主，这种满堂灌的教学过程缺乏师生间的有效交流和沟通，无法持续激发学生的自主学习动机，亦不能将学生学习过程中存在的问题及时反馈给教师，从而导致教师无法掌握学生对授课知识的理解和应用程度，学生的学习积极性也不高，缺乏自主学习的动力。
1.2 授课偏重理论，缺乏应用性
《数字信号处理》课程的理论性较强，公式推导多，需要具备一定的数学基础和《信号与系统》课程基础。目前的教学体系偏重理论知识的讲解，而忽视了理论结果的物理意义以及在工程实践中的应用，导致学生感到抽象和枯燥。部分同学由于前期基础课程学得不够好，缺乏自信心，对《数字信号处理》课程产生畏难情绪，从而缺乏学习热情和学习动力，学习积极性不高。
1.3 目前的教学模式多为自底向上，学生对课程的整体把握不足
当前的教学模式主要采用自底向上的方法授课，即将整门课程的知识点分解细化，分块讲述各部分知识点，此教学模式容易使学生只见树木、不见森林，即只掌握单独的知识点，却不能从整体上把握课程的核心思想。
1.4 授课方式单一，学生理解困难
目前的授课方式要不采用传统的黑板板书的形式，要不完全采用多媒体课件讲授，板书授课方式容易使学生陷入仅重视理论推导而不重视应用的误区，完全采用多媒体课件授课的方式则忽略了重要结论的理论推导，不利于基础知识的掌握[5]。
2 基于微信公众平台的数字信号处理智慧课堂建设
针对传统课堂师生间缺乏有效互动的问题，通过开发微信公众号，以微信公众平台为载体，微信用户可以利用微社区进行互动，并设定固定时间进行教师在线答疑。针对学生反馈的共性问题和重点难点知识点录制微课视频，并将录制好的微课视频上传至腾讯视频，在微信公众平台制作关键词回复，通过回复关键词就可以观看相应的微课视频，从而使学生随时随地打开微信公众号，即可实现在线答疑解惑。一方面可以增加学生的参与性，从而激发学生的学习热情，提高学生的学习积极性和自主学习的能力；
另一方面教师可以通过后台数据，掌握学生反馈的问题和学习情况，从而以问题为导向开展课堂教学，实现智慧课堂平台建设。
针对《数字信号处理》课程理论性较强、不易理解的问题，通过开发MATLAB图形用户界面，将典型的数字信号处理算法和实际案例通过MATLAB图形用户界面演示给学生，使学生通过工程案例加深对数学概念和物理概念的理解和掌握；
并将开发好的MATLAB图形用户界面加载到微信平台，使学生亲自参与到数字信号处理算法的验证和实际工程案例的应用中，从而将理论与工程应用联系起来，真正做到物理概念、数学概念和工程概念的有机统一。
针对自底向上的教学模式导致学生对课程整体把握不足的问题，在课堂上，结合学科发展的最前沿，以具体工程实例导入，引出所涉及的理论知识，让学生从整体上把握理论知识。在课后，布置结合前沿科技的思考题，让学生了解最新研究成果，追踪学科前沿动态，并对整体内容进行归纳总结，帮助学生对所学知识进行整体把握。在制作配套教材的多媒体课件时，采用自顶向下的设计思路，从实际应用问题出发梳理课程的整体构架和知识体系，将涉及到的知识点以“知识链”或“知识树”的形式进行层层分解演示，将知识点串接起来，使学生对课程有一个整体把握，并将制作好的多媒体课件，加载到微信公众平台，供学生参考学习，从而使学生对课程整体构架和知识体系有更好把握。
单一的授课方式要么过于重视理论知识的讲解，要么缺乏对重要结论的理论推导，容易陷入极端，不利于学生综合素质的提高。因此，有必要研究能提升教学效果的多元化授课方式。对于重要公式的推导，采用板书，板书能够帮助学生跟随教师的思路领悟具体的推导过程，从而加深对公式的理解和掌握。对于不易理解的内容和具体案例的讲解，采用多媒体，通过图像、动画的演示，将抽象的概念形象化、具体化，以加深对理论的理解，并启发学生的思维。同时，将MATLAB软件应用于教学，淡化理论教学与工程实践的界限，通过编写程序可以简化繁琐的计算过程，并直观观察各种参数对结果的影响，进一步理解工程算法的应用，达到事半功倍的教学效果。
通过搭建微信公众平台，将在线辅导答疑、MATLAB图形用户界面演示、微课视频、多媒体课件整合起来，实现数字信号处理移动智慧课堂的建设。基于微信公众平台可以实现师生间的实时反馈，不仅有利于教师及时修正完善教学方式和教学内容，而且增加了学生的参与性，提高了学习的积极性，实现了师生教与学的双赢。
3 结语
通过将现代教育资源整合到微信公众平台，实现《数字信号处理》课程的智慧课堂建设，是“互联网+教育”的一个重要应用。该文的研究成果扩展性强，可以根据教学需要，灵活添加教学资源，使传统的封闭课堂走向开放，利用开放的互联网平台，可以将该文的研究成果更便捷推广到其他专业的教学中。
参考文献
[1] 高西全，丁玉美.数字信号处理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.
[2] 王恩亮，张丽华.应用型高校“数字信号处理”课程教学改革与实践[J].科技经济市场，2012（12）：98-99.
[3] 曹林.通信工程专业数字信号处理课程改革与思考[J].科技创新导报，2014（10）：133-134.
信号与通信论文范文第3篇
关键词：最大似然估计；
卫星通信；
成对载波多址技术；
联合估计
中图分类号：TN911.7 文献标识码：A
成对载波多址技术（PCMA， Paired Carry Multiple Access）是近年来广泛采用的一种新型卫星通信多址接入技术。该技术在1998年由美国Viasat公司最先提出。与其它多址接入技术相比，采用PCMA的卫星通信系统能允许互相通信的两个地球站在时域和频域上完全重叠，也即互相通信双方的地面站可以采用完全相同的频域，时隙及扩频码字，所以使用PCMA后空间段频率的资源节省了50%，即提高了一倍卫星通信的频带利用率。同时，PCMA通信系统拥有很高的保密性和抗截获性，而相对的付出成本却很低，对系统的误码率影响很小。
1 PCMA的原理
采用PCMA的卫星通信系统必须满足以下几个基本条件：
1. 卫星系统必须以回路方式进行工作。即系统任何一个终端所发送的信号经卫星转发器返回后既能被自身终端所接收到，也能被网内的其余终端所接收到。采用全球波束的卫星通信系统和单波束覆盖范围内能互相通信的各个终端都可以看作是满足回路工作的条件，可将PCMA运用于其中。而一些要对回路进行抵消的卫星通信系统则不适用于PCMA。
2. 转发器必须采用透明转发器。当转发器接收到地面站发送的上行信号后，仅对其进行低噪声放大，带通滤波、变频及功率放大的工作并将其转发至各地面站，而不对其进行解调或重新调制等星上处理工作。
采用PCMA的卫星通信系统中，由于地面站发送的信号能被自身接收，因此地球站能同时接收到对方的发射信号和本站发射的经透明转发器转发后的返回信号。尽管两者可能在时域和频域上完全重叠，但由于用户已知自身发射信号的内容，因此可以采用干扰抵消算法在一定程度上消除干扰信号。常用的PCMA应用模式分为对称模式和非对称模式。非对称模式中，主站的发射功率远大于小站的发射功率，因此小站一端接收到的有用信号功率远大于干扰信号发射的功率，可直接对有用信号进行解调，而主站一端所接收到的有用信号功率远小于自干扰信号的功率，必须采用干扰抵消算法将干扰信号进行消除。而对称模式恰好相反，该模式下，主站与小站双方的发射功率基本相等，并且由于接收到的两个信号的特征一致，波束范围内的其它接收站无法对信号进行解调，因此与一般的多址技术相比，PCMA具有较强的抗截获能力。本文所构造的PCMA信号都是基于对称模式下的PCMA信号。
为了抵消干扰信号，需要对干扰信号的幅度，频偏时延等参数进行估计。目前国内外的文献主要是对单个干扰信号参数进行估计。然而在实际情况中，往往存在多个干扰信号参数未知的情况，此时我们必须对多个未知参数而非单个参数进行估计。本章讨论了在频偏、幅度、相移三者都未知的情况下，采用最大似然估计法对多个未知参数进行联合估计，得出各估计量的估计表达式，并对估计性能进行仿真。
2 参数的联合估计
假设接收到的PCMA信号中，干扰信号幅度、频偏、相移三者都是未知参量。本节采用最大似然估计法对这三个未知参数进行联合估计。为了推导方便，先采用实信号来表示PCMA信号（即干扰信号，有用信号与噪声都采用实信号表示）。
最大似然估计算法的核心是通过使似然函数最大来求得参数的估计值。给出PCMA信号的概率密度函数如下式：
综上，各待估计参数的估计表达式可由式（17），（18）与（19）给出。不难看出，为求得各参数的估计值，首先必须通过式（17）求得频偏的估计值，再通过求得的频偏估计值来获得相移的估计值，最后通过求得的频偏与相移估计值来得到幅度的估计值。
3 仿真实现
假定有用信号与干扰信号的实际幅度比为0.98，考虑实际情况，即系统受到相移和频偏的影响。干扰信号与有用信号两者的相对相移为（1/4）pi，固定频偏Δf为3.85KHZ。采用QPSK调制方式进行调制，采用升余弦滤波器作为成形滤波器，设定滤波器的滚降系数为0.3，内插倍数为8倍。假设有用信号与干扰信号完全同步，固定数据长度为500，信噪比为10dB，为求得矢量参数的估计表达式，首先必须求得频偏的估计值。如上文所说，频偏的估计值即通过使得 最大所对应的Δf来确定。因此改变信噪比，通过不同信噪比下式（16）的最大值所对应的频偏来得到频偏的估计值。比较不同信噪比（SNR，Signal-to-Noise Ratio）下估计频偏与渐进频偏的关系如图1所示：
用求得的频偏估计值来对相移进行估计，得到不同SNR下估计相移与渐进相移的关系如图2所示：
最后通过求得的频偏与相移估计值来得到幅度的估计值。得到不同SNR下估计幅值与渐进幅值的关系图如图3所示：
图1、2与3的共同特点是在数据长度一定的情况下，随着信噪比SNR的不断增加，各估计量的估计均值越发趋近于实际渐进均值，满足最大似然估计的渐进特性。
在参数的联合估计中，幅度的估计表达式受频偏的估计值与相移的估计值影响。为了进一步说明频偏与相移的存在对幅值估计性能的影响，图4比较了存在相移与频偏时幅度的相对误差与无相移与频偏时幅度的相对误差，仿真图如图4所示：
比较图4的两条曲线可知，当存在相移与频偏时，通过估计相移与估计频偏求得的幅度估计值对应的相对误差明显高于不存在相移与频偏时幅度估计的相对误差。
结语
由于涉及到相对繁琐的数学运算与矩阵求逆，因此多个参数的联合估计一直是目前PCMA研究的难点与热点所在，目前国内外对该方面的相关研究也很欠缺。论文讨论了在频偏、幅度、相移三者都未知的情况下，采用最大似然估计法对多个未知参数进行联合估计，得出各估计量的估计表达式，并对估计性能进行仿真。从估计表达式中可以看到，为求得各参数的估计值，首先必须求得频偏的估计值，其估计值可通过求式（17）的最大值来得到，再通过求得的频偏估计值来获得相移的估计值，最后通过求得的频偏与相移估计值来得到幅度的估计值。通过仿真图得到，当数据长度固定时，三种估计量的在低SNR时，其估计均值与实际渐进均值相差很大，然而，随着SNR的不断提高，估计均值渐近达到于其实际均值，符合最大似然估计的渐近特性。
论文最后还比较了存在相移与频偏和不存在相移与频偏时幅度的相对误差，通过仿真说明前者的相对误差明显大于后者。
参考文献
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[2]Mark Dankberg. Paired Carrier Multiple Access for Satellite Communications. First Present At Pacific Telecommunions Conference.USA：
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[4]Steven M.Kay.统计信号处理基础-估计与检测理论[M].电子工业出版社，2006.
信号与通信论文范文第4篇
关键词:Synchro系统 绿波信号控制 仿真实验 秦皇岛市 河北大街
中图分类号:U491.51 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0016-02
1 研究背景
随着工业化和城市化在全世界的发展,许多城市都面临着日益严重的交通拥堵问题。而在城市道路网中,最易发生交通拥堵的地方就是交叉口,若能有效的提高交叉口的通行能力则会在很大程度上解决城市交通拥堵问题。将干道上连续若干个交叉口的交通信号通过一定的方式连接起来,同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案,各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行,使车辆通过这些交叉口时,不致经常遇上红灯,称为干线交叉口信号协调控制,也叫做绿波信号控制[1]。
1.1 绿波信号控制的理论模型
目前,关于绿波信号控制的理论模型主要集中在信号周期与相位差的优化算法上。主要有图解法[2]、进口对称放行[3]、进口单独放行[4]算法等。而上述理论为了简化计算与分析,大都基于固定车速、单一车种、无过街行人、无转弯车辆等与现实相差较远的假设,而这常导致理论计算所得到的绿波信号控制方案在实际中无法收到良好的效果。因此,本文针对秦皇岛市河北大街中段的实际道路与交通状况,使用具有交通仿真功能的、专门对信号配位配时进行优化的Synchro系统对绿波信号控制方案进行制定。
1.2 Synchro软件系统
Synchro系统是由美国Trafficware公司开发的,以HCM2000为基础的信号配时优化的交通仿真软件[1]。专门用于信号配位配时优化、干线或区域协调控制方案的制定,并可以对方案给出相应的评价。另外,其运算速度快,采用自由设定步长的穷举法能够在较短时间内对较大的路网给出信号配时优化方案。其仿真系统中还充分考虑到了道路线形、行人等对交叉口通行状况的影响,仿真结果具有极高的工程参考价值。在我国,除了文献[5]之外,运用Synchro系统对干线交叉口进行绿波信号控制方案制定的研究非常少。
2 现实与模型的差别
在实际应用方面,Synchro系统要比理论模型更有优势。因为系统在制定绿波信号控制最佳方案时会充分考虑到实际道路与交通状况,并且采用穷举法把有限的控制方案列举出来再逐一比较。本章主要从交通拥挤、转弯车辆、车辆性能、车道变换、过街行人等5个方面,详细分析了Synchro系统较理论模型的优越性。
2.1 交通拥挤(Traffic Congestion)
在理论模型中,假设所有车辆均按照路段的设计车速进行行驶。而在现实中,随着车流量的增加,车辆的行驶车速逐渐下降,这就是交通拥挤效应。并且在一天不同的时间段内,交通拥挤程度是不一样的。因此,若不考虑交通拥挤对车辆行驶车速的影响,则有可能导致绿灯信号相位差(由交叉口间距与行驶车速计算得出)的计算出现偏差,进而影响绿波信号控制的实施效果。
2.2 转弯车辆(Turning Vehicles)
在交叉口处,无论何种信号相位设置,左转车辆都要在一定程度上对对面直行车辆和信号周期长度产生影响。特别是许可型左转相位下的左转通行能力是依据可插间隙理论进行计算的,这将涉及到车头时距、驾驶员心理及行为分析。而理论模型中,因缺少上述分析,只能简单的认为左转车辆对直行车辆没有影响或其影响为一个定值。
2.3 车辆性能(Vehicle Performance)
实际道路上所行驶的车辆并非均为同种车辆,而是由某种车辆为主的混合车队。不同车辆在车长、平均载重量、加减速度等性能方面均不相同。这些车辆在行驶的过程中往往表现出不同的性能,这不仅与车辆本身的物理特性有关,还与驾驶员的心理密不可分,而这些在绿波信号控制的理论模型中均没有体现。
2.4 车道变换(Lane Changing)
部分理论模型中,对车辆的行驶速度进行了统一化的假设,即所有车辆均按照路段的设计车速进行行驶,没有变换车道现象。而在现实中,因超车而变换车道的现象并不少见。这样就整体而言,车辆的到达是随机性的,而非按照一定时间间隔的均匀达到。并且,这种随机性的程度是受到交通流量大小影响的。
2.5 过街行人(Pedestrian)
理论模型均没有对过街行人、最小绿灯时间、等待绿灯时间等方面进行研究。而在周期一定的情况下,次干道的最小绿灯时间与主干道的绿波带宽度呈现此消彼长的关系。因此,在保证行人安全与畅通过街的前提下,尽量缩短次干道的绿灯时间,增加主干道绿波带宽度是提高绿波信号控制效果的有效途径。
2.6 其他
除上述差别外,道路线形、机非混行车道、交叉口处车速、行人违法行为(横穿马路)、重车混入率、信号灯控制模式等也会对绿波信号控制的实施效果产生很大的影响。且这些因素都是直接作用于车辆行驶车速,进而使相位差与绿波带宽度的计算出现偏差,影响绿波信号控制的实施效果。
3 影响因素分析与改善
3.1 概述
河北大街是秦皇岛市城市主干道,是连接海港与北戴河两组团的交通纽带,肩负着异常繁重的客货运输任务。其畅通与否对秦皇岛市旅游事业、教育事业的发展有着重大影响。以下几处为河北大街中段上的主要交叉口:M1(民族路)、M2(文化路)、M3(海阳路)、M4(红旗路)、M5(友谊路)。本文拟在以上5处实行绿波信号控制,最大限度的挖掘其通行能力,这对缓解秦皇岛市的交通拥堵具有重要意义。
信号与通信论文范文第5篇
关键词：光声信号，组织声速，测量
1 引言
声速的测量方法很多，在工程技术中用的比较多的是传播时间法、脉冲回鸣法和脉冲迭加法，这三种方法都是测量声速的有效方法[1]。科技论文。本文采用的是利用短脉冲激光激发宽频带的光声信号，采用一针状PVDF膜的宽带水听器接收光声信号，在水听器前面放上各种规则的组织，通过测量组织厚度和延时，可以很方便的测出各种组织的声速；
通过采集测量信号的峰峰值，还可以得出光声信号对各种组织的反射与衰减情况。
2 理论分析
当用脉冲光源照射某种吸收体时，其局部的温度将发生瞬时的改变，导致体积膨胀而产生超声波，这种超声波称为光声信号 [2]。在空间某一位置接收到的光声压p(r,t)和光吸收系数的分布A(r)的关系可以表达为[3]
（1）
其中为等压膨胀系数，c0为光声信号在吸收体中的声速，cp为比热，I0为光强，r表示光声压的场点位置，表示光声源的位置，表示场点到源点的距离。
当纯水为某一温度时，超声在纯水中的声速为（比如水温为22℃，超声在纯水中的声速为1492.0m/s），在水听器的前面放上任一规则的组织，让激发的光声信号穿过，设组织的厚度为x，信号在组织中的声速为，通过测量光声信号在水中与组织中的传播时间差，可得出信号在组织中的传播速度，即可表示为：
即 （2）
3 实验结果与讨论
图1为吸收体和超声换能器都置于纯水中的实验装置图。科技论文。将脉冲激光(波长为1064nm,脉宽为8ns，脉冲重复频率为20Hz)均匀照射在样品上，产生光致超声。在水槽中通过移动、测量水听器(PrecisionAcoustics LTD，灵敏度为950nv/pa，接收面积直径为1mm)的位置，由示波器(TDS3032, Tektronix，最高采样率2.5G ，带宽 300MHz)、GPIB采集卡和计算机采集光声信号，记下光声信号的传播时间(实验中脉冲激光和示波器由同一触发源同时触发, 探测器接收到的光声信号相对触发信号的延迟时间就是光声信号从光声激发位置到探测器的传播时间)，可以计算出光声信号在水中的传播速度，由实验测量得，当水温为22℃时，声速为1492m/s，再将水温降低或升高，可以得到水的声速随温度的变化关系[4,5]。科技论文。实验中示波器的采样率为250MHz。
图1 声速测量实验装置图
在水听器的前面放上一些规则的组织，让激发的光声信号穿过，通过测量光声信号在水中与组织中的传播时间差，如图2所示，可得出信号在组织中的传播速度，比如超声在鱼肉中的声速为1541.7m/s，具体各种组织声速如表1所示。
由图2可以看出，超声在纯水（13℃）中传播的延时最长，即传播的速度最慢，在瘦肉中传播的延时最短，即传播的速度最快；
而且信号在纯水中的峰峰值最大，为310mv，在瘦肉中的峰峰值最小，为84mv，说明信号在组织之间声速不匹配时，有很强的反射，当然另一方面信号在组织中传播时也有衰减[6,7]。
图2 光声信号在各种组织中的延时
生物样品 厚度(cm) 信号峰峰值(mv) 信号延时之差(µs) 声速（m/s） 纯水(13℃)
