一种改进的DSSS系统的码捕获技术

针对低信噪比条件下直接序列扩频(DSSS)系统的码捕获问题,提出了差分非相干累加的PN码捕获技术。研究了差分相干与差分非相干码捕获技术的工作性能,仿真结果表明,差分非相干码捕获技术具有更强的抗载波频偏能力。在此基础上,克服调制数据对码捕获的影响,提出了一种改进的差分非相干码捕获技术,即差分非相干累加的码捕获技术。仿真研究证明了差分非相干累加码捕获技术比差分非相干码捕获技术有4 dB的改善,其更能适应低信噪比条件工作。     

一种基于相干累加的并行伪码快速捕获算法

介绍了一种适于高动态、低信噪比环境下的伪码快速捕获算法。分析了相同累加点数下,相干累加和非相干累加各自的优缺点,并在此基础上对扩频增益和扫频点数量方面进行优化,进而提出一种基于时域PN码相关的分级捕获并行处理的方法。仿真结果和分析表明,该方案能在高动态环境下实现信号的快速捕获。     

一种改进的两级相干累加码捕获方法

为了提高伪码捕获性能,在分析常用相干-非相干码捕获平方损耗及捕获性能的基 础上,提出了一种改进的两级相干累加伪码捕获算法。通过在第二级累加之前对多普勒频偏 进行有效补偿,实现了相干累加,提高了捕获性能;采用FFT实现,解决了工程实现的难 度。与传统的相干-非相干累加码捕获算法相比,该方法具有捕获门限低、多普勒频偏可估 计等优点。计算机仿真表明,该方法仅比理论值恶化1 dB,具有高效的捕获性能。 同时,分析表明该方法实现简单、快捷,具有很好的工程应用前景。     

WCDMA下行信道的时隙同步及频偏补偿算法研究

WCDMA作为成熟的移动通信技术衍生出多种类似的通信系统。为改善低信噪比及大频偏环境下的系统时隙同步性能。分析基于传统分段非相干累加方法在该环境下的应用局限性,使用一种基于频偏补偿与时隙同步相结合的增强时隙同步算法,仿真证明该算法可以有效提高系统的时隙同步性能。并提出基于变补偿频率步长与相干累加时隙长度相结合的频偏精补偿方案,仿真证明在低信噪比下可快速使频偏范围收敛至6Hz以内。对实际空口采集数据进行处理,验证完成了小区搜索的过程。     

基于截断非相干累加的长码捕获方法

随着电子对抗的逐渐加剧,卫星信号的扩频体制日益复杂,对接收端的扩频码捕获造成了严峻挑战。提出一种基于截断非相干累加的Y码捕获方法,该方法以W码和P码的特定时序关系为先验知识,通过对Y码信号的截断处理、FFT相关和多段数据的非相干累加,实现低信噪比条件下的Y码信号捕获。仿真结果表明,由于加密W码的干扰,传统捕获方法已无法完成Y码信号的有效捕获,而所提截断非相干累加法仍可实现捕获,具有显著优势。     

一种直扩系统中伪码的二维捕获方法

针对直接序列扩频（DSSS）通信系统中,在低信噪比环境下,由于多普勒频移或振荡器不稳定存在频差的伪随机序列（伪码）捕获问题,提出了一种捕获方法。该方法利用并行频率搜索的方法对频差进行补偿,基于快速傅里叶变换（FFT）进行伪码相位搜索,利用非相干累加来解决低信噪比问题。对原理进行了分析,对方法进行了蒙特卡罗仿真,结果表明,在信噪比达-30dB条件下,该方法有较高的检测概率。     

基于遗传算法的UWB信号非相干捕获方法

 本文针对动态信噪比环境超宽带（UWB, Ultra WideBand）信号的非相干捕获,提出了一种基于遗传算法的信号捕获方案.以遗传算法结合在线估计接收信噪比,搜索积分窗口长度与定时位置的参数组合,实现系统要求的比特错误概率.该方法解决了传统捕获方案在未知信噪比条件下积分长度无法择优选取以及捕获门限难于设定的问题.仿真结果表明,基于遗传算法的二维参数捕获方法与传统Look and Jump by K steps算法相比有效的提高了未知信噪比条件下的系统捕获性能,拓展了UWB非相干系统的应用范围.     

一种避免二次编码跳变影响的"北斗"弱信号捕获算法

在现阶段,"北斗"B1I信号在D1导航电文中引入现代化GPS和Galileo系统常用的二次编码调制,使得比特跳变周期变短,降低了系统的捕获灵敏度.为解决上述问题,提出了一种基于码元排布顺序的改进相干累积捕获算法,通过分组来遍历并统计一个数据段的累加和相关值,并且采用一种改进的判决方法进行双重判决,最终确定其中最大相关值并完成捕获.此方法有效延长了积分长度,克服了因Neumann-Hoffman(NH)码造成的相干累积时间过短的缺陷,能改善在低信噪比环境下的信号捕获能力.在高斯白噪声模型下对各个捕获算法进行的仿真对比结果表明,所提算法在低信噪比(-36～-34 dB)情况下,与补零算法相比,信号捕获灵敏度有约1.7 dB的提升.     

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.     

基于FFT的弱信号快速捕获算法

讨论高动态、低信噪比的长伪码信号搜索的基本原理,提出一种基于FFT的快速捕获算法:在一个伪码周期内利用FFT和IFFT提高伪码相关运算速度,井利用多个伪码周期的相关运算数据进行相干和非相干积累,以改善检测统计量信噪比.在Matlab环境下验证了该算法可以在信噪比低至35 dB/Hz时实现快速捕获,满足某伪码连续波体制雷达的测量要求.     

高灵敏度GPS导航算法分析

为了实现在室内和城市等低信噪比环境下的全球定位系统(GPS)导航,介绍了导航终端捕获卫星信号的基本原理。分析了相干积分算法、非相干积分算法、差分相关算法和圆周相关算法4种主要的卫星捕获算法,在此基础上提出了相干积分算法结合差分相关算法的高灵敏度GPS导航芯片设计方案。通过仿真分析,该芯片能够在15 dBHz的低载噪比环境下实现对卫星信号的正常捕获。     

基于能量检测的UWB数据包联合捕获方法

针对非相干UWB系统的数据包捕获问题,提出了一种联合信号捕获、误码率性能优化与包同步字检测的捕获方案.在信号捕获后发送导频序列实时估计信噪比,并搜索积分窗口长度,以获得最低误码率.给出了数据包捕获模型的合适性能指标,分别采用串行搜索与跳K步搜索策略,结合7位与13位巴克码为包同步字进行数据包捕获,仿真结果表明,三者联合的方案能够在保持一定包捕获性能的同时获得较好的误码率性能.     

GPS软件接收机中微弱信号捕获算法研究

信号捕获的目的是确定接收机当前所在位置的可见卫星号,进而计算可见卫星的载波频率和伪随机码相位信息.目前随着GPS接收机应用的日益广泛,如何在弱信号环境下实现定位的问题日益突出.普通的GPS接收机不能捕获和跟踪到导航卫星信号,只能设法提高GPS接收机的灵敏度来实现导航和定位.为了解决微弱信号情况下的GPS信号捕获问题,在...     

高动态短时突发扩频信号的快速捕获

针对低信噪比和大多普勒频移环境下,短帧突发直接序列扩频通信系统要求在短时间内以很低虚警和漏警概率捕获信号这一难题,设计了仅使用独特码的短时突发扩频信号帧结构,在接收端将扩频码与独特码作为一个复合扩频码看待,提出了基于FFT的高动态突发信号捕获方法,可同时快速完成突发信号检测、扩频码捕获、频偏估计、帧同步检测和位定时捕获等任务。仿真结果表明:该算法能有效消除多普勒频移对短时突发扩频信号捕获性能的影响。     

一种低复杂度的低信噪比非相干直扩信号捕获算法

针对低信噪比非相干直扩信号捕获问题,本文提出一种区域并行块捕获算法.该算法首先对调制数据偏移量所在区域进行并行预估计并舍弃可能含有数据跳变的非有效数据段,然后对各支路有效数据段进行快速傅里叶变换和非相干累加得到各频点的累加检测值,最后对累加检测峰值进行恒虚警判定和抛物插值以实现信号检测和参数的精确估计.理论分析和仿真结果均表明,本文算法能够根据虚警漏警概率、捕获时间和信噪比要求对参数进行优化,在实现快速可靠捕获的同时保持较低的计算复杂度和资源消耗.     

Non-Coherent Fourth-Order Detector for Impulse Radio Ultra Wideband Systems: Empirical Evaluation Using Channel Measurements

Low-complex and low-power non-coherent energy detectors (EDs) are interesting for low data rate impulse radio (IR) ultra wideband (UWB) systems, but suffer from a loss in performance compared to coherent receivers. The performance of an ED also strongly depends on the integration interval (window size) of the integrator and the window position. This paper presents a non-coherent fourth-order detector (FD) which can discriminate between Gaussian noise signals and non-Gaussian IR-UWB signals by directly estimating the fourth-order moment of the received signal. The performance of the detectors is evaluated using realistic channels measured in a corridor, an office and a laboratory environment. The results show that bit-error-rate (BER) performance of the proposed FD receiver is slightly better than the ED in low signal-to-noise ratio (SNR) region and its performance improves as the SNR increases. In addition, BER of the FD receiver is less sensitive to overestimation of the integration interval making it relatively robust to variations of the channel delay spread. Finally, a criteria for the selection of integration time of the proposed detector is suggested.     

调频遥测信号载波频率的精确估计

传统调频遥测信号载波频率估计算法对输入信号降采样后直接进行快速傅里叶变换，实现方法虽然简单，但测量精度较差，无法适应高动态、低信噪比等复杂场景。为此，提出了一种调频遥测信号载波频率的精确估计算法。两并联补偿支路先分别采用正、负调频频率对输入信号进行频率预先补偿，低通滤波后完成降采样处理，削弱调频频率的频谱影响；频率搜索状态对采样数据进行载波多普勒变化率的频率补偿，经过快速傅里叶变换、非相干积分和频谱重心搜索完成频率解算，提高载波频率的检测性能。试验与分析表明，所提算法在高动态、低信噪比等复杂场景下可显著提高调频遥测信号载波频率的估测性能。     

一种非相干扩频信号跟踪中HPK-P位同步捕获法

星载非相干扩频应答机在接收非相干扩频信号时,特别是在低信噪比条件下,信号跟踪环路中积分结果会因比特翻转而衰减严重,从而影响跟踪环路性能。针对上述问题,提出了一种HPK-P(Half-period Kokkonen-Pietila)位同步捕获法,将位同步时钟捕获精度缩短至半个伪码周期长,降低积分值衰减量,提高了跟踪前期的环路性能。仿真结果表明,与K-P法、半周期直方图法相比,HPK-P法更适合-24 dB低信噪比下的环路跟踪。在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)上对HPK-P法进行测试,在信噪比为-24 dB,多普勒频偏范围为±1.5 kHz,多普勒加速度为+2.5 kHz/s条件下验证了该设计的可行性。     

一种基于相参积累的检测前跟踪算法

现有的TBD方法基本思想通过对多帧数据作非相参积累改善检测性能来检测弱小目标,但是非相参积累存在固有的积累损失.文中提出了基于相参积累的TBD方法,将若干帧数据中可能航迹上的点作相参积累,有效利用了回波信号的相位信息,克服了非相参积累的固有积累损失.仿真结果表明该方法与非相参积累的TBD方法相比,在检测概率为0.9条件下信噪比有1.5 dB以上的改善.