基于PMF-FFT的时频域双并行捕获

为了解决传统的PMF-FFT( Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获算法在信号捕获方面的不足,提出了一种新的基于PMF-FFT的时频域双并行捕获方案。对PMF加改进的汉宁窗,通过调整窗系数,选择最优化的参数,减小了捕获系统输出增益的衰减。利用FFT频谱分析的特点,对FFT的输入进行合理补零,输出加改进的汉宁窗,调整窗系数,基本上消除了扇贝损失。理论分析和MATLAB仿真结果证明,该方案在尽量不增加系统复杂度的情况下提高了捕获速度和频率估计精度,能够适应多普勒频偏较大的扩频伪码快速捕获。     

大频偏条件下PN码捕获改进算法

针对大频偏条件下PN码捕获的问题,提出了一种改进的PN码捕获算法,即基于谱线插值的联合码捕获算法.首先对现有的码捕获技术进行了分析,然后在部分相关值作FFT的码捕获算法的基础上,提出了基于谱线插值的联合码捕获算法.算法的核心思想是对部分相关值作FFT处理,并利用插值公式计算出载波频偏的精确估计值,使得后续的载波跟踪环更有利于载波跟踪.介绍了新的码捕获系统的工作原理,推导了载波频偏估计的插值公式,并将非相干累加技术应用于码捕获系统,从而提高了低信噪比条件下载波频偏估计的精度.最后,通过仿真证明了此算法对现有GPS接收机性能有5dB的改善.     

FFT辅助的部分相关码捕获技术的实现

FFT辅助的部分相关伪码快捕方法将沿码相位-多普勒频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索,克服了多普勒频率的影响,大大缩短了PN码捕获时间,适用于中低轨卫星.文中介绍了该方法的基本原理、性能分析和实现方案.实验结果表明,在大多普勒频偏下FFT辅助的部分相关码捕获方法是一种性能优良的伪码捕获方法.     

一种新的基于FFT的高动态扩频信号捕获方法

由于传统的伪码捕获方法对高动态大多普勒信号捕获困难,提出了一种基于FFT的并行搜索多普勒频偏和伪码相位的快速捕获方法.该方法考虑了高动态下多普勒频率的变化率,先通过延时自相关捕获并补偿多普勒频偏及其变化率,再使用FFT伪码循环相关捕获码相位,最后用MATLAB进行了仿真,验证了该方法的正确性和有效性,该方法适用于大多普勒频偏范围和快速捕获要求.     

面向抗干扰的突发数据帧同步算法改进

在使用直接序列扩频技术进行抗干扰的通信系统中,针对突发帧的情形,需在每个数据帧的帧头进行帧同步。频率偏移和时间偏移对帧同步过程有较大影响,因此要进行准确的频偏估计和时偏估计。为了保证数据帧抗干扰的能力,伪码长度会较长,此时频率偏移对相关峰的影响很大,采用分段相关的方法减小频偏影响;直接在时域进行相关运算,运算量极大,通过采用基于FFT的伪码并行捕获方法,大大减少了计算量。该方法是以FFT窗口大小为接收数据的移动长度,无需逐个运算伪码,只需根据FFT变换及运算后的结果进行偏移,此时接收数据伪码要与2个相位状态的本地伪码进行频域相关运算,针对这一特点提出利用相关峰进行时偏估计的改进策略,并与原有策略进行比较,时偏估计失败率要远低于传统策略。     

一种面向深空测距的大多普勒频偏信号捕获算法

在深空测距任务中,高精度的伪码捕获是后续执行伪码跟踪的关键前提。传统基于时频二维搜索的频偏估计算法对于深空测距中频率偏移范围较大的情况难以满足伪码捕获实时性要求。为此,提出了改进的时频二维搜索算法,通过在传统时频二维搜索算法的前端引入快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法对多普勒频偏进行预估,避免在大多普勒范围的频点遍历,能够有效降低频偏估计的时间开销。实验表明,该方法能够在大多普勒频偏环境下利用有限的硬件资源快速地实现伪码捕获,满足伪码捕获的实时性要求。     

一种基于FFT的伪码快捕方法

在扩频通信系统中,PN码的捕获是系统的核心和关键技术。将扩频通信技术应用于低地球轨道卫星通信系统时,由于卫星相对于地面站具有很高的径向速度和加速度,使接收信号附加了很大的多普勒频率。大多普勒情况下,常规的伪码捕获方法是进行多普勒频率——码相偏移的二维捕获,伪码捕获时间较长。详细分析了一种基于FFT的伪码捕获方法,该方法利用FFT运算的特点,对接收信号中由于多普勒频率引起的相位偏移进行了补偿,使之对多普勒频率的适用范围大大提高,从而只需进行码相偏移一维捕获,成倍地缩短了伪码捕获时间。     

北斗二号B1信号捕获方法研究

为了缩短北斗B1信号的捕获时间,提高多普勒频率和码相位的估计精度,针对北斗NH码对差分相干累积值的影响,改进了广义差分相干累积捕获方法。并采用二次频率-码相位捕获法来提高载波多普勒频率和码相位的估计精度。理论分析与仿真实验表明,改进的广义差分相干累积法能够克服NH码的影响。用4个1ms的相干累积值,改进的广义差分法可成功捕获信噪比为-27dB的信号。最后,用实测的北斗数据验证了算法的正确性。     

IFF模式5高精度测频方法研究

基于敌我识别(IFF)模式5询问信号,在采样点数较少、不能增加点数情况下研究了提高测频精度的方法,无噪声与加入高斯白噪声的情况下,采用快速傅里叶变换(FFT)测频粗估计信号载波频率,利用谱峰位置插值校正的方式减小频率估计误差,提高测频精度.仿真结果表明该方法简单,能够有效提高测频精度.     

基于采样率变换和循环卷积的GPS信号快速捕获

提出了一种适用于GPS软件接收机的C／A码和多普勒频移的快速捕获算法。该算法结合了采样率变换FFT和时域卷积两种方法,提高了捕获速度和多普勒频移的精度。算法主要思想为对输入信号重新采样,在较低频率下用FFT获得粗略的码相位和多普勒频移,然后改变码相位对原始信号进行时域卷积,根据相关峰得到精确码相位,同理采用改变多普勒频移进行时域卷积,获得精度较高的多普勒频移。通过对GPS中频数据捕获表明该方案的捕获时间大大缩短。     

混合扩频测控体制下高精度测速研究

针对具有大多普勒偏移的DS-FH/MSK信号进行捕获和多普勒偏移估计问题,介绍采用匹配FFT技术对载波进行粗估计,采用FFT频谱细化算法对载波多普勒频移进行精估计的方法。在较短的时间内同步系统的同时,对多普勒偏移进行高精度的估计和补偿。该方法对载波的多普勒频移的粗略估计能解决载波同步的问题,而对多普勒偏移的精确估计能解决测速问题。通过仿真表明,该方法能更快,更高精度地完成多普勒频移的估计,从而完成测控体制下高精度测速的要求。     

高动态弱直扩信号的分级捕获算法

针对低信噪比高动态环境下直扩信号经典捕获算法中多普勒频偏估计精度和快速傅里叶变换(FFT)运算量的矛盾,提出了一种基于频偏补偿的两级非相干累加捕获算法。该算法以部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法为单元,首先利用第一级频偏粗估值对多普勒频偏进行补偿,然后通过调整第二级PMF-FFT中部分匹配滤波器长度并利用滑动平均窗对残余频偏进行精估。理论分析和仿真结果表明,与经典捕获算法相比,该算法在FFT运算点数相同的条件下,可以有效地提高多普勒频偏估计精度,并且在高动态环境下具有更好的检测性能。     

基于插值的多普勒频偏和频率斜升联合估计算法

为解决卫星移动通信系统中突发传输在低信噪比条件下的载波快速同步问题,该文提出一种基于插值的频偏和频率斜升联合估计算法。先通过对多普勒斜升搜索结合低复杂度频偏估计获得频偏和频率斜升的粗估计结果,再以频率斜升粗估计结果为中心、计算3个频率斜升值所对应的对数似然函数并据此对频率斜升进行二次插值以获得频率斜升估计值,最后在该估计值下计算出对应的频偏估计值,完成频偏和频率斜升的联合估计。仿真结果表明,该文算法的信噪比门限较低,估计性能接近克拉美罗下界(CRLB),而且计算复杂度远低于最大似然估计算法,非常适于实际应用。     

一种新的极高精度的T_IIN频率估计内插算法

针对多普勒条件下接收端复信号的频率估计难的问题,研究了一种基于离散傅里叶变换与迭代频率估计的内插综合算法.区别于经典的内插算法,新算法在迭代频率内插算法基础上充分利用复数快速傅里叶变换结果的实虚部值,并通过最大峰值频谱和相邻两侧谱线以极高精度内插估计出复信号的频率参数.仿真结果分析表明,在二次迭代条件下信噪比为-10 dB时,该算法估计均方根误差仍能逼近克拉美-罗限的1.0021倍.该算法在同等条件下比经典的Rife、Quinn和IIN算法具有更高的准确性、稳定性和可靠性.     

利用频谱特性的速度自适应信道估计方法

本文利用信道在移动环境下频谱带限和对称的特征,提出一种新的对移动速度自适应的信道估计方法。该方法通过寻找频谱自相关的峰值来确定频域滤波器的长度。相对传统速度自适应方法,该方法不需要估计多普勒频率或移动速度,降低了系统实现的复杂度;也不需要信道的长时统计量或信噪比信息,实时性较高。信号在频域的处理必然会有频谱泄漏问题,传统方法滤除噪声的同时也去掉了部分信号,对此本文同时还提出一种恢复泄漏的频域信号的方法,使估计性能有所提高。仿真结果显示,从步行到高速移动的环境下,本文提出的信道估计方法的均方误差(MSE)都保持在较低的水平,具有良好的对速度自适应的估计性能。     

基于二分搜索的宽带多普勒模型信号捕获方法

针对深空通信等超高动态低信噪比通信场景中,传统信号捕获方法存在着动态范围不足、精确度不够以及使用窄带多普勒模型导致对接收信号近似精确度不高的问题,提出一种基于二分搜索的接收端采样率调整方法。使用宽带多普勒模型对接收信号进行建模,并使用扫频余弦类信号进行多普勒频偏估计和定时估计,处理多普勒伸缩后的信号与本地信号采样率不匹配的问题。对所提方法进行同步性能仿真,仿真结果表明,所提方法采用正反扫频线性调频(UD-LFM)信号,能在信噪比为-49 dB、最大多普勒频偏为2 MHz的条件下,多普勒频偏估计误差小于400 Hz,定时估计误差不超过60 ns。相比不使用本文所提方法进行直接捕获,本文所提方法具有更高的捕获精确度以及更低的信噪比门限。     

单音干扰下OFDM系统中频域迭代干扰消除算法

针对正交频分复用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统受单音干扰问题,提出了一种有效的频域迭代干扰消除算法。所提算法首先在频域对干扰进行准确估计和重构,然后进行干扰消除。为实现更准确的干扰频率粗估计,提出了新的结合补零内插的频谱波峰搜索方法,有效地避免了干扰位于两子载波之间时频谱泄露导致的谱峰错判。干扰频率精确估计综合采用频率转化、低通滤波、加权相位平均算法迭代实现,估计误差在每一次迭代中减小。仿真结果表明:对于-20dB以上的干信比,所提算法能保证干扰参数的精确估计,使系统达到没有干扰时的误码率性能。      

5G卫星通信系统频偏估计算法

卫星通信系统中存在的大的多普勒频偏严重影响着系统的性能.为了提高频偏估计的性能,基于5G NR帧结构和同步信号,提出新的利用级联积分梳状(Cascaded Integrator Comb,CIC)滤波器插值的小数倍频偏估计算法.该算法分两步实现小数倍频偏估计:首先,利用结构简单、运算快速的CIC滤波器对接收主同步序列(...     

一种改进的CPFSK信号频率估计方法

针对突发信号解调中多普勒频偏大的问题,提出了一种改进的连续相位移频键控信号(CPFSK)频率估计方法.首先接收信号平方运算使信号的调制指数加倍,再通过一次离散傅里叶变换(DFT),用搜索信号平方谱谱峰的方法实现突发信号频率估计.仿真实验表明,在低信噪比条件下,该算法的频率估计精度比经典的相位差频率估计算法提高了20%;该算法与广泛用于高动态突发信号的频率插值估计算法相比,同道干扰信道下信干比改善可达4 dB,DFT长度缩短约1/3.