802.16e中测距码相关性研究及仿真

在802.16e系统中,测距是实现上行链路初始接入同步的重要过程。不同的用户选择不同的测距码,基站利用测距码的相关性来检测用户并估计信号时延。对测距码的生成原理和相关性能进行了详细的分析,并利用Matlab进行了仿真。理论分析和计算机仿真结果表明:测距码自相关峰值明显高于互相关峰值,峰均比可达4倍以上。     

基于IR-UWB码相关测距研究

研究了伪随机码测距技术在IR—UWB体制中的应用,阐述了码相关测距工作原理,对测距过程进行了仿真,并给出了系统实现框图。通过误差分析,指出伪码自相关旁瓣以及相关运算步长对码相关测距精度影响较大。     

基于OFDMA的WiMAX周期测距中的多用户频偏估计

针对WiMAX OFDMA上行链路的周期测距,提出了2种适用于多用户的载波频偏估计方法,分别采用PN码的时域及频域相关特性提取期望测距用户,并给出了多用户情况下CFO估计的理论结果.仿真实验证明,基于频域相关的方法更适合于在一个测距时隙内存在多个测距用户的情况,并且不易受定时偏差估计误差的影响.     

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。     

基于高阶统计处理技术的m-序列帧同步码识别

该文针对保密通信体制下帧同步码识别问题,在对m-序列采样后的三阶相关函数(TCF)和偏三阶相关函数进行研究的基础上,首次提出了基于偏三阶相关函数峰值特性的识别方法分析和判断帧长。该方法首先对同步码各位上的序列进行偏三阶相关函数运算,然后利用m-序列采样后的偏三阶相关函数峰值相似度高的特性区分信息码和同步码,最后通过进一步运算得到同步码的码长和起始位。仿真实验表明:该方法能够利用较少的数据快速准确地识别出帧同步码,并具有良好的容错性能。     

GPS C/A码发生器的仿真研究与FPGA设计

全球定位系统（Global Positioning System,GPS）能够向全球范围内的用户提供全天候的高精度导航、定位和授时服务,在军用和民用领域得到了广泛的应用.以GPS系统的测距码粗码C/A码为研究对象,在深入研究C/A码信号生成原理的基础上,利用Matlab中的Simulink对C/A码信号的生成进行了建模、仿真和分析,并利用FPGA设计并实现了C/A码发生器,详细说明了C/A码生成的设计原理,对其中的关键模块进行了设计和分析,给出了具体实现方案,同时阐述整个应用程序的流程,设计采用抽头选择控制端设置产生不同GPS卫星号的C/A码,最终仿真进一步验证了其结果的正确性,它可以产生任意GPS卫星号的C/A码,设计中采用VHDL语言实现的C/A码程序,可应用于基于FPGA的GPS接收机设计中,对研究我国的北斗导航系统接收机有一定的借鉴意义.     

星载伪码测距系统精确同步及FPGA实现

针对星载伪码测距系统中伪码同步的实现问题,给出了一种适宜在FPGA中实现的结构。系统采用归一化超前减滞后功率鉴相器以及二阶环路滤波的架构,对非相干延迟锁定环路进行理论分析和仿真,并给出了FPGA中实现资源统计。仿真结果表明,该方法具有很高的伪码跟踪精度,满足星载伪码测距的要求。     

WiMAX OFDMA初始测距中的多用户频偏估计

测距过程是移动WiMAX标准中的重要过程,用于解决远近效应及同步问题。该文针对WiMAX OFDMA上行链路的初始测距,提出了两种适用于多用户的载波频偏估计方法。方法1采用参考测距信号与接收信号的时域相关提取期望测距信号,并利用相关结果的相位估计测距用户的频偏;方法2采用参考测距信号与接收到的两个相邻OFDM符号的频域相关提取期望测距信号,并利用两次结果的相位差估计测距用户的频偏。仿真实验证明基于频域相关的方法更适合于在一个测距时隙内存在多个测距用户的情况,并且不易受定时偏差估计误差的影响。     

一种基于再生伪码测距的遥测信号测距方法

为了简化深空探测器无线测量系统设计,解决下行系统受功率、带宽等因素限制遥测信号和测距信号权衡设计问题,在再生伪码测距技术的基础上,提出了一种基于遥测信号测距的新方法,以遥测数据符号代替测距伪码的功能,利用地面跟踪环路对遥测信号的跟踪测量实现下行测距,减少了独立的下行测距信号。分析和仿真结果表明:新方法简化了下行信号形式,降低了系统实现复杂度,在遥测码速率为100 kbit/s左右时,随机测距误差优于传统再生伪码测距模式,且随着遥测码速率的增加测距精度进一步改善。     

多径信号对伪码扩频测距系统性能的影响

分析了多径效应对伪码扩频测距精度的影响,研究了航天测控系统中多径信号的特征,建立了系统的信道模型。利用MATLAB搭建仿真平台,比较了不同环境下多径效应对测距精度的影响。仿真结果表明：测距误差的均值和抖动随着信噪比的增大而减小,莱斯因子越大,测距误差的均值越小;而多径信号的相对延迟越大,多径信号的数量越多,测距误差的抖动越大。     

白天空间目标激光测距微弱信号探测方法

白天空间目标激光测距数据有助于提高空间目标定轨精度,在航天科研方面具有重要应用价值。白天天空背景较亮,激光测距回波信号一般很弱,从较强背景光中识别出微弱的空间目标激光回波信号十分困难。针对白天空间目标激光测距微弱信号探测技术难题,从白天天空背景噪声影响估算入手,计算了不同探测阈值情况下的测距虚警率,分析了白天激光测距距离门宽与探测阈值的关系,给出了白天对空间目标激光测距的回波信号探测阈值,提出了基于多光子探测器的白天激光测距微弱信号探测方法,并对其可行性进行了实验验证,该研究成果可应用于白天空间目标激光测距系统设计及新型激光测距系统发展研究等方面。     

差分信号时刻鉴别法的脉冲激光测距技术分析

高精度的脉冲激光测距系统一直都是激光测距领域的研究热点之一。测距误差的存在直接影响了激光测距精度的结果,利用差分信号时刻鉴别法的研究未见报道,因此对差分时刻判别法的研究具有重要意义。为了研究这一问题,对影响脉冲激光测距精度的因素进行了分析,可以认为幅度时间游动效应和上升时间游动效应产生的时间晃动是影响测距精度最主要的因素。通过分析可以看出,所设计的差分信号时刻鉴别电路能够有效提高测距精度,达到了设计要求。在实验测试中,差分信号时刻鉴别电路对70 m内不同距离的单次测距误差保持在9 mm以内,相比之下单端信号时刻鉴别电路的单次测距精度范围为[-12 mm,11 mm]。实验结果表明同单端信号单次测距误差相比,测距精度有了明显的提高。该方法可以为现有的如何提高脉冲激光测距精度技术提供参考价值。     

激光测距弱信号数字相关检测技术的研究和仿真

针对激光远程测距或恶劣环境测距中回波弱信号信噪比低 ,难以提取的困难 ,提出运用数字相关检测技术进行处理 ,并对单脉冲互相关、多脉冲互相关等数字处理技术作了介绍 ,并结合激光雷达的测距系统进行一系列仿真和计算 ,收到了良好效果     

多望远镜信号接收的激光测距系统探测能力

地面激光测距站向空间目标发射激光信号后,其反射的回波信号达到地面站时将覆盖一定范围,通过设置多台望远镜接收信号,有利于提升对激光信号探测能力。根据激光雷达测距方程及信号探测概率,分析了多望远镜信号接收系统的探测概率、提升效果以及等效接收能力。利用中国科学院上海天文台相距约60 m、口径分别为1.56 m和60 cm双望远镜系统,通过双望远镜同时接收卫星的回波信号,研究了双望远镜信号接收系统探测能力。相比原60 cm口径望远镜系统,单位时间内激光回波数增加了四五倍。考虑到1.56 m口径望远镜激光测量性能,双望远镜可等效于一台口径约1.61 m望远镜系统接收能力,验证了多望远镜信号接收可行性和技术优势。分析了多望远镜系统对轨道高度1 000 km、直径10 cm非合作目标测量能力及所需望远镜台数,使该测量技术在微弱信号探测与大口径望远镜激光测量中将会发挥重要作用。     

RFID多频点联合测距系统中的信号检测方法

主要研究射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)多频点联合测距系统中如何检测标签反射信号以及如何提高信道估计精度的问题.首先,提出了一种标签反射信号的检测方法,利用标签反射信号的功率谱特性,通过分析接收信号的能量谱,识别标签反射信号得到识别信号,再利用能量检测方法对识别信号进行范围限制得到检测信号;然后,改进RFID的传统信道估计方法,以提高信道估计精度;最后,搭建了多频点联合测距系统以验证系统性能.实验结果表明,该系统具有较高的检测效率;经改进的信道估计方法能有效减小载波相位的方差;系统平均测距误差约为2.5 cm,实现了厘米级测距.     

Influence of nominal distortion of Beidou-3 B1C signal on ranging performance

The B1C signal is selected as a civil navigation signal for the BDS-3 system,which adopts a complex constant envelope modulation in the B1 frequency band.Therefore,it is easy to generate nominal distortion during signal generation.Such nominal distortion of each satellite produces inconsistent ranging deviation and directly degrades the system positioning performance.A complete ranging deviation estimation method was proposed for B1C signals in this paper.Firstly,the S-Curve Bias (SCB) was used to quantitatively analyze the B1C signal ranging deviation,and the standard correlation curve estimation method was proposed to realize the accurate estimation of the code phase deviation at the peak of the correlation curve.Secondly,a algorithm was designed to solve the problem of QMBOC signal mislocking at the platform during receiver tracking.Finally,the actual ranging bias and nature ranging bias of each satellite of Beidou-3 under different correlation intervals and front-end bandwidth of the user receiver were analyzed based on the satellite downlink signals collected from the 40-meter high-gain antenna at the National Time Service Center,and the recommended user receiver parameter range was given.The strategy proposed in this paper can be extended to other MBOC signal ranging error estimation,and the test results can be thought of as a reference to the development of BeiDou-3 receiver.     

一种基于相位测量的快速高精度大范围的激光测距法

为满足快速、高精度和大范围的激 光测距需求,分析了现有单频和多频相位激光测距方法存在的 问题,提出了基于降频及高精度测时技术的 相位激光测距方法,并根据测距 要求以及按照测尺频率、测时精度和参考频率的顺序建立了测距系统参数选择模型,进而 按照测距参数需求搭建了实 验系统。实验表明,在300kHz单频测尺、260kHz参考频率和50ps测时精度条件下,实验系统具有500m测距范围、1.08mm 测距精度和0.03～0.04s测量速度,可为快速、高精度和大范围测距 奠定基础。     

基于AD9957的USB侧音测距信号发生器设计

介绍了USB（统一S频段）系统纯侧音测距信号发生器的组成、结构和工作原理,采用了FPGA（现场可编程门阵列）和ADI公司的具有内部调制功能的高速DDS（直接数字频率合成器）器件AD9957构建了信号发生器的通用平台,应用VHDL可编程语言编写了核心处理模块的硬件开发程序,给出了中频USB侧音测距信号发生器的实现方案。该设计已在某测距系统中得以应用,调试结果表明,所提出的方案产生的信号达到了系统设计要求,满足了相关参数指标。     

多类型调频连续波激光雷达测距原理与仿真分析

依据调频连续波激光雷达测距原理,详细阐述了三种不同类型的调频连续波激光测距雷达的基本过程,并对其测距过程进行了推导;搭建了锯齿波、三角波和正弦波三种不同类型激光测距原理验证平台,设计了调制信号产生模块,拍频仿真模块,并测定拍频后的频率值;分析了三种类型调频连续波激光雷达的适用条件和范围,为后续系统设计和硬件选型提供了参考依据。     

PN Regenerative Ranging and Its Compatibility With Telecommand and Telemetry Signals

This paper investigates the performance of a satellite communication system which the onboard receiver regenerates the uplink pseudonoise (PN) ranging sequence. Using phase modulation, the PN ranging signal is transmitted together with the telecommand signal in the uplink and the telemetry signal in the downlink. Various ranging sequences are taken into consideration and tested prior to final international adoption. The reciprocal interference among telemetry, telecommand, and ranging signals is evaluated in terms of bit error rate and ranging phase acquisition time.