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线性调频扩频技术的研究与分析作者：庞云云来源：《人间》2016年第28期摘要：线性调频（Chirp）信号及其脉冲压缩技术长期以来被广泛的应用在雷达、声呐、生物医学、地球物理信号处理以及扩频通信中。
本文简单介绍了线性调频扩频技术（CSS）的基本原理以及CSS技术的优点。
重点研究CSS系统的BOK调制方式，及其调制下的误码率，并通过仿真对理论结果进行了验证。
关键词：线性调频信号；线性调频扩频（CSS）；二进制正交键控（BOK）；误码率中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2016）10-0285-01一、线性调频扩频技术Chirp信号[1]即线性调频信号是研究最早且被广泛应用的一种脉冲压缩信号[2]，具有良好的自相关性和匹配接收特性。
线性调频扩频（CSS）技术即Chirp超宽带扩频技术[3]，其基本原理为脉冲压缩技术。
扩频系统是用Chirp信号来表示欲传输的数据，因为Chirp信号扫过一定的带宽，所以欲传输的数据被扩展到很宽的一段带宽上。
线性调频扩频技术除具有其它扩频技术的优点外，还具有自身的一些显著优点，即发射功率低、抗干扰能力强、抗多径效应能力强、抗频偏能力强等。
二、线性调频扩频系统的调制方式（一）系统的调制方式。
CSS系统存在两种基本的调制方式即BOK调制和直接调制（DM）。
本文主要讨论BOK 调制方式。
（二）BOK调制。
在BOK调制中，用SAW器件产生Chirp载波信号。
在发射端分别用UP-Chirp信号表示“1”和用DOWN-Chirp信号表示二进制信息“0”。
UP-Chirp信号和DOWN-Chirp信号具有相同的时间周期T和带宽B。
信号在信道中传输时会遇到很多的干扰，因此在接收时要用匹配滤波技术。
在接收端，根据UP-Chirp信号与DOWN-Chirp信号比较好的相关性以及匹配滤波特性，用单位幅度的UP-Chirp信号作为脉冲响应[4]与DOWN-Chirp信号相结合，进行相干解调，同理用DOWN-Chirp信号作为滤波器的脉冲响应信号与UP-Chirp信号结合进行相干解调。
线性调频信号线性调频信号是一种在通信与信号处理领域中常见的信号类型，具有许多独特的特性及应用。
本文将对线性调频信号的基本概念、特征以及在实际应用中的重要性进行探讨。
1. 线性调频信号的概念线性调频信号是一种随时间呈线性变化频率的信号。
在时域中，线性调频信号的频率随时间以线性方式变化，通常可以表示为f(t)=f0+kt，其中f(t)为时刻t 的频率，f0为初始频率，k称为调频斜率。
在频域中，线性调频信号的频谱呈线性带宽，通常是一个宽度随时间线性增加的带通信号。
2. 线性调频信号的特征线性调频信号具有以下几个重要特征：•带宽随时间线性增加：线性调频信号的频谱宽度随时间线性增加，频率成比例地变化，这使得线性调频信号在频谱上呈现出一定的特殊性。
•信号分辨率高：由于频率随时间线性变化，线性调频信号在时间与频率域中具有很高的分辨率，适用于高精度的信号处理应用。
•抗干扰能力强：线性调频信号在一定的信噪比条件下具有较强的抗干扰能力，适用于复杂信道环境中的通信系统。
3. 线性调频信号的应用线性调频信号在许多领域都有着广泛的应用，主要包括：•雷达与通信系统：线性调频信号在雷达系统中用于目标距离测量和速度测量，通过分析目标回波信号来实现目标定位。
在通信系统中，线性调频信号也常用于频率调制与解调以及通信信号处理。
•医学成像：在医学成像中，线性调频信号可用于超声成像、核磁共振成像等领域，通过信号处理技术实现对生物组织的成像和诊断。
•声呐与测距系统：线性调频信号在声呐系统和测距系统中也有重要应用，用于测量目标距离和速度，实现目标探测与跟踪。
综上所述，线性调频信号作为一种特殊的信号类型，在通信、雷达、医学成像等领域具有着广泛而重要的应用。
了解线性调频信号的基本概念和特征，有助于深入理解其在实际应用中的工作原理和优势，对于相关领域的研究和开发具有重要的意义。
DSP应用系统设计大作业专业：电子与通信工程姓名：赵多学号：1302121285题目一一、线性调频(LFM)信号为了提高雷达的作用距离和距离分辨率，实际中通常采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接收时采用相应的脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好的解决了雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。
而获得大的频带信号，采取LFM 信号调制，可以将信号频域展宽，同时也充分利用了雷达发射功率，扩大作用距离，接收时采用匹配滤波器（Matched Filter ）压缩脉冲。
线性调频（Linear Frequency Modulation ）信号是指频率随时间而线性改变(增加或减少)的信号。
线性调频信号s(t)可表示为：22()2()()c K j f tt t s t r e c t Te π+= -T/2<t<T/2 (1.1)式中c f 为中心频率，()trect T为矩形信号，⎪⎩⎪⎨⎧≤=o t h e r sT t )T t r e c t (,021,1 (1.2) K=B/T ，是调频斜率，可得信号的瞬时频率为Kt t K t dt d dt dw fffcci i+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛+==2222121πππ -T/2<t<T/2 (1.3)T 为线性调频信号的时宽，B 为带宽。
可知瞬时频率呈线性变化，当K>0时，频率递增，K<0则递减。
将1.1式中的信号重写为：t f j c e t S t s π2)()(= (1.4) 式中，2()()j K tt S t r e c t e T π= (1.5) 是信号s(t)的复包络，也即为零中频LFM 信号。
根据题目要求，可知波形数据采样频率MHZ f s 20=，取脉冲宽度s T μ120=，则可以得知采样数据长度2400==T f N s ，调制带宽为MHZ B 6=。
利用Matlab 生成所需调频信号，并生.dat 数据文件以便VisualDSP++软件仿真调用。
一种利用线性调频信号的新型扩频调制技术吴进;孔辉【摘要】根据上扫频和下扫频线性调频(LFM)信号的特性,针对传统的超宽带无线通信系统中线性调频扩频技术存在的调制效率低、误码率性能低、实现复杂高等问题,结合线性调频(Chirp)扩频以及循环移位编码(CCSK)扩频,提出了一种基于线性调频信号的循环移位线性调频扩频技术(CS-CSS).首先,将输入数据映射在循环移位因子(CSF)上;然后,根据CSF数值对基带所产生的Chirp信号进行循环移位达到调制的目的;最后,在解调端经过加窗处理、快速傅里叶变换(FFT)得到与发射端对应的CSF,从而得到发送的数据.误符号率的仿真结果与理论推导公式相吻合,从调制效率和误码率性能上讲,该方案相比线性调频二进制正交键控(Chirp BOK)系统具有超过10 dB的误码率性能.因此,该方案具有更好的误码率性能、更高的调制效率及实现更低的复杂度.%According to the characteristics of the up-chirp and down-chirp linear frequency modulation(LFM) signal,a new spread spectrum technology called Cyclic-Shift Chirp Spread Spectrum(CS-CSS) combing with the Chirp spread spectrum(CSS) and the Cyclic Code-ShiftKeying(CCSK) is proposed to solve the problem of low modulation efficiency,low bit error rate(BER) performance and complex implementation in traditional ultra-wide band(UWB) wireless communication systems.Firstly,the input data is mapped on the Cyclic-Shift Factor(CSF).Then,cyclic shift is performed for the Chirp signal collected from baseband and produced by CSF value to realize modulation.Finally,by adding window function processing and fast Fourier transform(FFT) the CSF matching with the transmitter is obtained and the original data isproduced.Because the BER-SNR performance between theoretical analysis and simulation is matched,in the perspective of modulation efficiency and BER performance,the proposed scheme has a BER performance over 10 dB compared with Chirp Binary Orthogonal Keying(Chirp BOK) system.In conclusion,it has better BER performance,higher modulation efficiency and easy implementation.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2017(057)004【总页数】5页(P397-401)【关键词】超宽带通信;线性调频信号;Chirp扩频调制效率;循环移位编码【作者】吴进;孔辉【作者单位】西安邮电大学电子工程学院,西安 710121;西安邮电大学电子工程学院,西安 710121【正文语种】中文【中图分类】TN914.42线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号(也称Chirp信号)是一种瞬时频率与时间成正比的正弦波信号，具有很好的自相关性以及极低的互相关性等时域特性，多用于雷达系统、军事通信中。
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线性调频信号的时频分析研究摘要线性调频信号是其中一类有代表性的非平稳信号，该信号广泛存在于雷达、声纳、语音、地球物理和生物医学信号处理中。
对于这类频率随时间变化的信号，传统的时间域和频率域的分析方法都不能够全面的反映信号的特征，而时频分析是分析和处理非平稳信号的有力工具。
利用时频分布，可以对各种信号进行分析、处理，提取信号在特定时间特定频率所具有的特征信息。
文中介绍了线性调频信号的定义及特性，描述了短时傅里叶变换，Wigner—Ville 分布，Wigner—Hough分布三种时频分析方法。
通过对时频分析方法的原理介绍,运用MATLAB 中的工具箱，对一个线性调频信号进行时频分析的MATLAB仿真。
通过对几种时频分析方法比对分析和基于MATLAB信号降噪的仿真实验，验证几种分析方法的优越性。
关键词：线性调频信号时频分析短时Chirp-Fourier变换 Wigner—Ville分布Wigner—Hough分布Linear FM signal time-frequency analysisAbstractIn modern signal processing, linear frequency modulation signal is one representative of non-stationary signals, the signal is widespread in radar, sonar, speech, and geophysics, and biomedical signal processing. Such frequency time-varying signal, the traditional time domain and frequency domain analysis methods are not able to fully reflect the characteristics of the signal, but when the frequency analysis is a powerful tool for analysis and processing of non-stationary signals. Using time-frequency distribution to analyze a variety of signal processing, extract the signal characteristics with a specific frequency at aspecific time.This paper introduces the definition and characteristics of the linear FM signal, describes the short-term Chirp-Fourier Transform, Gabor distribution ，Wigner-Ville distribution of two kinds of time-frequency analysis. By the principle of time-frequency analysis method, the use of the toolbox in MATLAB, MATLAB simulation of time-frequency analysis of a linear FM signal. By frequency analysis of several methods of analysis and MATLAB-based signal to noise simulation and validation of several advantages of the method.Key words: LFM signal Time-frequency analysis Wigner-Ville distribution Discrete Chirp-Fourier transform目录1 绪论 (3)1.1 课题背景及研究意义 (3)1.2 国内外发展状况 (6)1.3本论文的主要内容 (7)2 线性调频信号 (8)2.1 线性调频信号的定义 (9)2.2线性调频信号的特点 (9)2.3 线性调频信号的仿真 (11)3 线性调频信号的时频分析方法研究 (15)3.1时频分析的定义 (15)3.2时频分析基本思想 (16)3.3 时频分析方法的介绍和仿真 (16)3.3.1 短时傅里叶变换 (16)3.3.2 Winger—Ville分布变换结果 (24)3.3.3 W-H变换结果 (31)4 结论 (34)附录 (36)参考文献 (42)致谢 (44)1 绪论本章介绍了本文的研究背景和意义，概述了线性调频信号和时频分析理论及应用的研究进展和现状，给出了全文的内容安排。
扩频信号调制系统的设计与实现的开题报告一、问题的提出扩频技术是一种通过改变信号带宽并提高传输功率以提高信号传输质量的通信技术。
在实际应用中，扩频技术已经被广泛应用于卫星通信、移动通信和定位导航等领域中。
因此，设计和实现一种扩频信号调制系统是一项具有挑战性的任务。
二、研究的目的和意义本项目旨在设计并实现一种扩频信号调制系统，以应对现实世界中信号传输中出现的各种问题。
该系统可以使信号传输更稳定、更可靠，并且具有较强的抗干扰能力。
此外，该系统还可以应用于卫星通信、移动通信和定位导航等领域，具有很大的应用前景和市场价值。
三、研究的内容和方法研究内容：1. 扩频技术的原理和基本概念。
2. 扩频信号调制系统的结构和原理。
3. 扩频信号调制系统中需要用到的模块包括：数据生成模块、扩频模块、调制模块和解调模块。
4. 扩频信号调制系统的参数设计和优化。
研究方法：1. 理论研究：对扩频技术、扩频信号调制系统及其各个模块进行深入的理论研究。
2. 实验研究：利用硬件电路设计和软件编程实现扩频信号调制系统，并进行实验验证。
3. 结论分析：根据实验数据和理论研究结果，分析扩频信号调制系统的性能指标，并提出优化建议。
四、预期的研究成果1. 一份详细的扩频信号调制系统设计和实现报告。
2. 一套功能稳定、性能可靠的扩频信号调制系统原型。
3. 对扩频信号调制系统的优化建议和应用前景的探讨。
五、研究进度计划第一周：对扩频技术和扩频信号调制系统进行理论研究，确定系统结构和各个模块的实现方案。
第二周：进行数据生成模块和扩频模块的硬件电路设计和编程实现。
第三周：进行调制模块和解调模块的硬件电路设计和编程实现。
第四周：进行系统参数优化和性能测试，并编写实验报告。
六、研究的预期成果的可行性分析在当前世界范围内，扩频技术已经成为通信领域中不可或缺的一部分。
因此，设计和实现一种功能稳定、性能可靠的扩频信号调制系统具有非常高的应用前景和市场价值。
本研究的预期成果具有显著的实用性和可行性。
线性调频原子的基础理解： (1)调频斜率估计算法 (2)线性调频原子的基础理解：t=(-1024:(4096+1024))/160;T=t-4096/160;r=0.3906;%;1a=3/4;g1 =(pi*a^2)^(-1/4)*exp(-T.^2/2/a^2).*exp(1i*2*pi*(30/a*T+r/2*T.^2))+(pi)^(-1/4)*exp(-t.^2/2).*exp(1i*2*pi*(30*t+r/2*t.^2));figuresubplot(2,1,1);plot(t,g1);subplot(2,1,2);plot(abs(fft(g1)));myCT_time(g1,150,25/160,45/160,160,128,0);-10-505101520253035-1-0.50.51t/s Chirplet 时域形状（上）及其频谱图（下）050010001500200025003000050100150200f=point×fs/N /Hz调频斜率估计算法在相位处理方面，传统的FFT距离多普勒成像法利用相邻回波相关性得到时延补偿值，并构造相位补偿项进行平动相位补偿，因此，在回波信号相关性降低的情况下，同样会导致补偿效果不理想。
由信号模型分析可知，对相位的补偿，只需要正确检测出线性调频项，即估计其调频项的调频斜率。
用此调频斜率构造补偿项进行补偿，则可以消除目标平动对相位的影响。
对调频信号的检测，可以使用离散调频傅里叶变换(DCFT)，定义DCFT为：(4) 重复第(2)和(3)步，直到最终估计的调频斜率值l满足精度要求。
在得到调频项调频斜率的精确估值后，构造补偿项对不同方位向信号进行相位补偿，再经过方位向压缩(IFFT)则可以得到最后的ISAR图像。
线性调频的扩频增益及其在电力线通信的应用研究
易斌;钱逢安
【期刊名称】《后勤工程学院学报》
【年(卷),期】2002(018)001
【摘要】线性调频作为极具潜力的扩频通信方式,在电力线通信中得到了广泛的应用.根据扩频通信的基本理论,分析计算了线性调频通信系统的扩频增益,并且利用计算机仿真比较了线性调频与二进制相移键控的抗干扰性能.证明了线性调频能够有效地扩展频谱并抑制噪声从而提高通信质量,在此基础上讨论了线性调频的扩频性能以及线性调频在电力线通信中的应用.
【总页数】3页(P62-64)
【作者】易斌;钱逢安
【作者单位】军事建筑与环境工程系;后勤自动化工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TM73
【相关文献】
1.浅谈扩频通信、OFDM调制技术在电力线通信中的应用分析 [J], 周振岐;周凤峻
2.低压电力线载波扩频通信系统的应用研究 [J], 周移华;郑建勇
3.电力线扩频通信中复合混沌扩频序列研究 [J], 阎啸;刘立业;申妍华;肖勇
4.OFDM、扩频通信技术在电力线通信中的应用分析与仿真 [J], 刘恒;汪光森;王乘
5.OFDM、扩频通信在电力线通信中的应用 [J], 刘恒;汪光森;王乘
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