基于fri的相位调制信号参数估计方法研究

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1、硕士学位论文基于FRI的相位调制信号参数估计方法研究RESEARCHONPARAMETERESTIMATIONOFPHASEMODULATIONSIGNALSBASEDONFRI曹杰哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP274+.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于FRI的相位调制信号参数估计方法研究硕士研究生：曹杰导师：付宁副教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInde

2、x:TP274+.2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPARAMETERESTIMATIONOFPHASEMODULATIONSIGNALSBASEDONFRICandidate：JieCaoSupervisor：AssociateProf.NingFuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliat

3、ion：SchoolofElectricEngineering&AutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要相位调制信号具有编码灵活、抗干扰能力强、工程易实现等优点，因此广泛应用于通信领域和雷达系统。通过对雷达和通信系统中的相位调制信号的参数进行估计和分析，可以熟悉敌方雷达的体制、用途和通信内容，便于对敌方通信系统进行针对性的干扰和攻击，其重要性不言而喻。针对目前相位调制信号参数估计方法

4、所需采样率较高、采样点数较多的问题，本文提出基于欠采样理论的相位调制信号参数估计方法。有限新息率（FiniteRateofInnovation，FRI）采样理论凭借其参数化采样的特性，在参数估计领域具有较大优势。因此本文主要研究基于有限新息率采样理论的参数估计方法，针对相位调制信号提出单通道采样系统和多通道采样系统，具体内容如下：1.研究相位调制信号模型，分析其参数特性，进行参数化建模。明确待设计的采样系统的评价指标及所需恢复的参数。分析FRI采样基本理论，研究FRI的概念以及采样框架和采样过程。以周期脉冲串信号为例详细介绍有限

5、新息率采样理论的采样和重构过程。2.分析对比分段正弦信号模型和相位调制信号模型，简化分段正弦信号的有限新息率采样方法，针对相位调制信号提出单通道采样系统，分析信号频谱和信号参数之间的关系，通过获取信号低频处频谱来估计相位调制信号的参数。为进一步降低等效采样率，提出多通道反馈采样系统。通过对采样数据进行非线性处理去除调制信息，利用单谐波信号频率估计方法估计相位调制信号载频。利用估计的载频将相位调制信号解调至基带，转化为典型的FRI信号处理，通过零化滤波器方法估计出间断点和相位。为进一步简化采样结构，降低硬件实现复杂度，提出多通道协

6、同采样系统。3.提出底板结合信号处理模块的模块化硬件结构，完成底板的原理图和PCB设计。编写LabVIEW上位机程序，控制NIPXIe设备完成模拟信号的输出和采集以及上位机重构等功能，结合硬件板卡，搭建硬件实验平台。通过仿真实验验证了本文所提采样系统的有效性。在硬件实验平台上实现多通道协同采样系统，完成对载频低于20kHz的相位调制信号欠采样系数小于20%的欠采样及参数的准确估计，估计值的归一化均方误差小于-20dB。关键词：相位调制信号；有限新息率；欠奈奎斯特采样；参数估计-I-AbstractAbstractPhasemod

7、ulationsignalsarewidelyusedincommunicationandradarsystemsbecauseoftheiradvantagessuchasflexiblecoding,stronganti-interferenceabilityandeasyimplementation.Throughtheestimationandanalysisoftheparameteroftheradarandcommunicationradiantsource,itcanbefamiliarwiththesystem

8、anduseoftheenemyradarandthecontentofthecommunication,thenitiseasytointerfereandattackthecommunicationsystem.Itsimportanceisself-evi