卫星组网系统下的多普勒频移估计与补偿

针对目前卫星移动通信系统中卫星组网能力欠缺等问题,在非地面网络基础上提出了一种基于虚拟卫星小区组网的多普勒频移估计和补偿算法.通过引入集中管理单元,移动终端能快速选择多普勒频移最小的卫星,同时根据传输时延和卫星星历对多普勒频移值进行估计、补偿、更新和再补偿.仿真结果表明,与传统算法相比,该算法有效降低了多普勒频移,提高了卫星通信链路的质量和接入成功率.     

OFDM系统中基于频率响应包络PSD的最大多普勒频移盲估计算法

提出了一种基于正交频分复用系统的最大多普勒频移盲估计算法.利用恒包络调制的子载波,在接收端获得这些子载波的幅值后按经典周期图法估计其功率谱密度(PSD)的幅值.最大多普勒频移通过获取功率谱密度的分界点位置得到.不同于传统的功率谱密度方法,本算法不需要信道响应的估计值,并且估计精度也有所提高.仿真结果表明,本算法有较好的鲁棒性,在大范围内的多普勒频移下都能保持高估计精度.     

正交频分复用水声通信系统多普勒频移快速估计

对于高速实时正交频分复用水声通信系统,传统的多普勒频移估计方法通常具有较高的算法复杂度。因此本文提出了一种对于多普勒频移估计的快速算法。首先采用对接收信号进行过采样和线性插值的方法进行采样率的转换,再结合多普勒展缩因子候选值的方法进行多普勒频移的估计。仿真结果表明:本文算法在保证系统性能的同时,可以大幅度地减小接收机的计算量,适用于高速实时水声通信系统。     

共轭对称结构训练符号的多普勒频移估计算法分析

对利用共轭对称结构训练符号进行多普勒频移瞬时值估计的算法性能进行了分析。研究结果表明,在多普勒信道下,该算法具有较高的定时同步精度,并且可以将多普勒频移瞬时值和收、发两端的载波振荡器频偏作为一个整体进行估计,得到准确的估计结果,再进行频偏补偿,从而提高OFDM系统的性能。但在多径-多普勒信道下,该算法的定时估计精度与频偏估计精度较低,很难估计出多普勒频移瞬时值。     

基于变频率动态采样的导航信号高精度多普勒频移中频模拟方法

研究了中频模拟器中时变系统采样间隔的高动态多普勒频移模拟方法. 基于卫星运动模型研究了信号高动态频移特性,提出基于变频率动态采样的伪码和载波多普勒频率偏移模拟方法;给出高精度码多普勒频移模拟设计方案,通过省略传统方法中必需的码数控振荡器模块来降低系统实现的硬件复杂度;通过对伪码频率模拟误差精度的分析,推导了算法主要参数取值的闭式解. 仿真结果表明,在接收信号频率具有有限二阶变化率的高动态环境下,该方法可有效提升多普勒频移模拟精度,并给出具有高稳定度的结果.     

短波宽带信道动态软件仿真

针对高频无线信道多径、衰落、多普勒频移和频扩的特点,设计了基于Watterson模型的短波信道软件仿真算法,将多径时延和多普勒频移建模为满足高斯分布的随机变量,扩展了Watterson模型的适用条件与有效带宽。并结合短波信道模型,提出了一种新的短波宽带信道软件动态仿真模拟方法。应用Matlab实现了短波宽带信道的仿真,结果证明了算法的有效性。此算法可以方便地应用到短波信道半实物模拟器中,具有较好的理论与实际应用价值。     

加速度下的水声通信多普勒频移补偿方法

针对水声通信双方加速运动导致的一帧数据中每个码元的伸缩比变化,在模糊度函数的基础上提出一种多普勒频移补偿方法。通过对线性调频同步信号进行匹配滤波来估计多普勒频移的取值,根据每个码元的插值因子进行重采样后,采用带有数字锁相环路的判决反馈均衡器补偿残留频移。计算机仿真验证了该方法的有效性,将其与采用恒定插值因子的方法进行了性能对比。结果显示,该方法能够较好地补偿多普勒频移,提高接收性能。     

短时相关和FFT相结合的伪码快速捕获算法

对短时相关和FFT相结合的伪码快速捕获算法进行了研究,分析了在预检测积分时间固定的情况下短时相关时间和FFT点数对系统增益的影响。存在多普勒频移时,提出采用平均增益和平均发现概率来衡量系统性能的分析方法,并以平均增益最大为准则,数值计算得到短时相关时间和FFT点数的最优组合。仿真结果表明,在固定多普勒频移范围的情况下,最优组合使得系统性能逼近没有多普勒频移时的最佳性能。     

基于频移最小化的天线选择算法

文章通过对MIMO_OFDM系统信道特性进行分析,介绍了一种基于频移最小化的天线选择算法。该算法结合PN序列及奇异值分解(SVD)算法特性,在信道容量方面性能接近最佳天线选择算法,在对抗多普勒频移产生的误码率方面更优于最佳天线选择算法。     

一种Rician衰落信道快速仿真模型

Rician衰落信道是一种重要的小尺度衰落信道.由于多普勒频移为随机值的Rician衰落信道仿真模型不适用于查表法,因此对多普勒频移进行了改进,设计出一种适用于查表法的Rician衰落信道仿真模型.通过理论及仿真分析,获得当谐波数达到100后,该模型在保持统计特性基本不变的情况下可极大地提高仿真速度.     

基于三次样条插值的GPSC/A码快捕精频算法研究与仿真

提出了基于三次样条插值和缩小多普勒频移步进值相结合快捕精频的新方法。该方法在基于FFT循环相关捕获算法快速粗捕初始码相位和载波频率,以及利用输入信号在短时间内两个不同时刻的相位差的方法得到载波精频的基础上,将三次样条插值和缩小多普勒频移步进值相结合,使捕获得到循环相关峰值更加接近最大值,进一步得到了最终的精细频率值。通过对仿真产生的数据结果进行了分析和验证,结果表明提出的精细频率方法能够使频率精度达到±2Hz,证明了该结合算法的精确性和可行性。     

基于人工蜂群算法的波达方向和多普勒频率联合估计

将人工蜂群算法应用于似然函数的优化,实现了阵列信号波达方向(DOA)和多普勒频率的联合估计。利用状态空间模型构造包含DOA和多普勒频率信息的广义可观测矩阵,并构造包含该广义可观测矩阵的似然函数,将参数估计问题转化为多维非线性函数优化问题。进而利用人工蜂群算法对似然函数的求解过程进行优化,得到DOA和多普勒频率的估计值。算法保留了最大似然估计的渐近无偏估计性能,降低了似然函数求解的计算量,且参数能够自动配对。     

一种改进的HOSVD降噪的信道预测算法

基于高阶奇异值分解(High Order Singular Value Decomposition, HOSVD)降噪的信道预测算法对天线数较少引起的秩不足问题比较敏感,同时也难以应付较大多普勒频移的情况,从而引起信道估计性能和预测性能的急剧下降、损失信道容量.针对这一问题,提出了一种改进的使用HOSVD降噪的信道预测算法.该算法先利用多输入多输出(Multiple-input Multiple-Output, MIMO)信道固有的空时相关性对采样得到的信道状态信息(Channel State Information, CSI)进行矩阵重排和数据平滑处理,随后基于信道的多维结构特性,使用HOSVD降低噪声的影响,继而重构信道矩阵,最后利用递归最小二乘滤波器对未来时刻的信道状态进行预测.仿真表明,所提算法的估计误差和预测误差性能均明显优于对比算法,这是因为所提算法通过矩阵重排和空时平滑,虚拟地增加了天线数,降低了秩缺失问题对估计和预测精度的影响,从而有效补偿了因误差所致的信道容量的损失.同时,对比天线数和多普勒频移对不同算法性能的影响可见,所提算法也能在大多普勒频移和天线数较少等不利条件下提供较好预测性能和信道容量,具有一定的优越性.     

存在载频误差下的多普勒频移定位算法

针对非合作环境下目标辐射源信号载频估计存在误差的问题,提出了一种基于多普勒频移的无源定位算法。该算法充分考虑目标辐射源信号载频估计误差的影响,推导了在存在载频估计误差下的克拉美罗界(Cramer-Rao lower bound,CRLB),并将该算法与忽略载频估计误差的算法进行比较。仿真实验发现,在存在载频误差的情况下,即使对于CRLB的影响只是1.5 dB左右,但若在目标定位时忽略该影响因素,会导致定位精度急剧下降。当忽略载频估计误差的算法开始偏离CRLB时,该算法仍能达到CRLB,且当噪声增大近40 dB后,才开始偏离CRLB。证明该算法具有较强的鲁棒性,且定位精度较高。     

低轨道卫星随机接入系统中多用户检测算法

针对快速时变信道导致低轨道卫星随机接入中多用户检测性能恶化的问题,提出了克服大多普勒频移的多用户检测算法．算法采用基扩展模型建模各用户的信道,通过最大似然法联合求解各用户的基系数,接着利用基系数拟合出各用户信道,然后重构所有干扰用户分组并进行干扰消除,最后对干扰消除后的剩余信号进行译码．利用译码比特及各用户训练块和已检测用户数据重复进行信道估计及干扰消除,以提高用户分组的检测概率．仿真结果表明,该算法相对已有算法在误包率、信道估计均方误差及吞吐量性能方面均有明显提升．算法能够有效的工作于具有较高信噪比及大多普勒频移的低轨道卫星多用户场景．     

基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法

北斗B1频点信号采用二次编码结构,而二次编码使用的NH（Neumann-Hoffman）码会发生比特跳变,导致接收机捕获性能降低,对此,提出一种基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法.该算法将接收信号分为两路,利用延迟差分运算和测距码的双极性分别对两路信号进行处理,消除了NH码比特跳变带来的影响.在此基础上使用匹配滤波器捕获码相位,使用快速傅里叶变换搜索多普勒频移,实现了码相位和多普勒频移的同时捕获.仿真结果表明,提出的算法成功捕获到了NH码跳变的信号,且在相同虚警率下灵敏度相比部分匹配滤波和快速傅里叶变换算法约有1.03 dB的提升.     

New Acquisition Algorithm for Direct Sequence Spread Spectrum Signals

Aiming at improving acquisition performance for direct sequence spread spectrum (DSSS) signals, a new acquisition algorithm based on fast Fourier transform (FFT ) is proposed. The code phases are parallel searched throughout the Doppler freq uency domain. Since the influence of Doppler frequency errors on peak-to-avera ge ratios of correlation power shows a pattern similar to the sinc function, it is our belief that by judging on peak-to-average ratios for different Doppler frequency errors false alarm prob...     

一种稳健的机载前视阵雷达杂波谱补偿方法

针对空间角频移前视阵杂波谱补偿方法将参考距离单元的杂波谱旁瓣抬高,导致旁瓣区动目标检测性能下降的缺点,提出了一种改进的空间角频移方法．先对各个距离单元回波进行多普勒频率补偿,然后再进行空间角频移．仿真实验结果表明,本方法在旁瓣区比空间角频移方法有3~5dB的性能改善,并且在雷达回波存在误差的情况下仍然能够保持好的性能．     

一种同轨双基SAR的非线性CS成像算法

针对大斜视情形下同轨双基合成孔径雷达(SAR)中目标的距离徙动和二次距离压缩(SRC)的空变性问题,基于严格解析的双基频谱,提出了一种适用于同轨双基SAR的非线性线频调变标成像算法．与适用于小斜视角条件的线频调变标成像算法不同,该算法不仅考虑了调频率随多普勒频率的变化,而且也考虑了其随距离的线性变化,更好地实现了同轨双基SAR中SRC的精确补偿,取得了满意的聚焦效果．仿真实验验证了所提算法的有效性．