一种提高脉冲信号测频精度的方法

以短时脉冲信号为研究对象,推导了FFT测频方法精度与脉冲时宽的关系式,指出了使用传统FFT测频方法的不足之处。研究了插值FFT法提高测频精度的原理,分析了在噪声背景下,由于插值方向错误对测频精度的不利影响。探讨了加窗情况下插值FFT方法的抗噪声性能,给出了基于汉宁窗的插值算法,通过仿真验证了其降低测频误差的效果。分析了算法的可实现性,并给出了基于FPGA的全数字实现流程。最后对应用此算法的侦察接收机进行了测试,结果满足指标要求。     

OFDM中基于导频的加窗FFT信道估计

正交频分复用（OFDM）是一种正交的多载波复用技术,分析了OFDM系统中基于导频的信道估计模型;基于导频的信道估计需要进行插值,为了降低插值算法的复杂度,研究了基于导频的FFT信道估计算法。由于直接FFT信道估计算法存在能量频谱泄露问题,提出了基于汉明窗函数的优化型加窗FFT信道估计的算法。实验仿真表明：在多径衰落信道下,该算法能够有效地提高OFDM系统的信道估计性能。     

基于FPGA的全相位FFT和相位推算法频率测量

相位推算法具有良好的测频精度和瞬时性,但受信噪比的影响很大;常规的FFT测频方法,其测频精度取决于FFT变换的点数,且点数越多瞬时性越差。文中结合具有“初相不变性”的全相位FFT变换和相位推算法,设计、仿真并在FPGA平台上实现了一种频率测量方案。功能仿真的结果表明,该方案测频精度高,抗噪性能强,瞬时性较好,具有良好的工程应用价值。     

单频信号快速频率估计算法比较及改进

本文首先讨论并分析了各种插值DFT(离散傅里叶变换)算法,然后提出了一种实正弦信号的快速插值频率估计方法。该方法只需 3个DFT变换系数的实部构造频率修正项,计算量低,具有精度高、测频速率快的特点。计算机模拟和FPGA仿真均证实了该方法的有效性。     

基于FFT和ESPRIT融合的单星测频定位技术

针对我国应急通信服务主要依靠国外卫星通信系统的重大隐患,提出了基于FFT和ESPRIT融合的单星测频定位技术。通过FFT和ESPRIT算法详细论述了频移估计过程,分析了2种算法各自的优缺点,提出了基于FFT和ESPRIT融合的新的频移估计算法。用蒙特卡罗方法模拟仿真了在不同信噪比下各算法的测频精度,比较了各个算法的性能,并对频移的误差进行了分析。基于应急通信与导航定位的需求,提出了单星测频定位体制,用提出的融合算法所测得的多普勒频移实现单星测频定位,对定位结果进行了仿真,结果表明,提出的融合算法有助于提高单星测频定位的精度,能满足应急条件下的导航定位需求。     

多路并行FFT算法的FPGA实现技术

以雷达侦察接收机为应用背景,利用FPGA芯片并行工作的特性,设计一种并行加流水线处理模式的FFT处理器结构,实现宽带数字测频。在2.4 GSPS采样率下,选取基-2频域抽取(DIF)算法,采用每通道512点流水结构FFT、8通道并行处理的设计思路,以达到单通道4 096点FFT的处理效果。在保证分辨率的同时,采样数据能够被实时处理。仿真结果显示,在300 MHz时钟下,FPGA完成4 096个数据的缓存和FFT运算只需要2.1μs,满足雷达侦察接收机对数据处理速度的要求。     

Chirp-z变换在雷达信号处理中的应用

雷达信号处理算法中大多数采用FFT方法测量频率,如果提高测频精度需增加FFT点数,增加FFT点数的实质是在整个单位圆（即整个距离谱）上均匀增加频域采样点数,从而造成运算量的成倍增加。Chirp-z变换可以实现对回波频谱中的某段进行局部细化,从而在采样点数、运算量增加不多的情况下,大大提高雷达的测量精度。     

OFDM系统中多导频的FFT信道估计算法

论文提出了OFDM系统中基于FFT的信道估计方法,包括基于时域插值及变换域插值方法。时域插值算法的理论基础是利用FFT频域采样定理,可由频域有限频点的采样值经过IFFT／FFT得到整个频域传输函数的估计值,而不发生混叠。变换域插值算法的理论基础是利用FFT时域抽样定理,利用OFDM信号特点和信道特性,经过FFT／IFFT将信号和噪声分离,并在此基础上进行加窗改进算法,以减小插值中的频谱泄漏,提高估计效果。仿真结果说明,加窗的基于FFT变换域的方法性能有了很大改善。     

基于FFT系数的正弦信号频率估计算法

针对基于FFT系数实部的频率插值算法在峰值谱线相位接近于±π/2时频率估计误差较大的问题,提出了一种改进的正弦信号频率估计算法。该算法首先利用FFT系数的实部和虚部序列索引出峰值谱线位置,然后根据峰值谱线的相位,选取实部与虚部序列中幅度较大的序列进行频率插值。仿真结果表明：在信噪比为3 dB、采样点为128的情况下,整个频段上归一化频率估计误差均方根小于0.02,接近Cramer Rao下限,整体性能优于基于FFT系数实部的频率插值算法和Rife算法。改进的算法频率估计精度高,计算量小,易于硬件实现。     

数字测频算法研究

介绍了数字接收机测频的一些重要算法,对这些数字测频算法进行了比较全面的分析,包括时域算法、频域算法、时 频分析算法、特征子空间分解算法等,给出了算法的性能、适用范围,并在此基础上提出一种测频方案,同时给出了该方案的测频性能仿真结果。该方案结合了一些算法的优点,较好地解决了传统数字测频中截获概率和测频时间的矛盾,使得宽带、高速、高精度及同时多信号测量成为可能。     

基于FFT的校频技术及其FPGA实现

在全数字化MPSK(多相移键控)解调中,有时存在着相当大的相对载波频偏,导致接收机不能正常工作.文中介绍了基于最大似然准则的FFT(快速傅里叶变换)频偏估计算法,分析了该算法的复杂度,并将该算法应用于MPSK信号载波恢复,达到对频偏进行有效估计并矫正的目的.首先给出了应用FFT频率估计器的MPSK信号载波恢复结构,以及在FPGA(现场可编程门阵列)上实现该算法的关键技术.在使用IP核的基础上,详细描述了FFT频率估计器在FPGA中的实现过程.最后分析了算法实现时需要的硬件资源和性能.     

数字中继卫星通信系统中的载波恢复技术

载波频偏估计是数字中继卫星通信系统中的一个关键技术。对非线性变换FFT载波频偏估计算法进行了推导,采用基于周期图峰值位置的三点插值法对FFT算法进行了改进,进一步采用二叉搜索法实现更高精度的载波频偏估计。给出了计算机仿真结果,表明该方案能够有效抑制噪声,在有限的计算量下具有良好的频偏估计性能。     

插值FFT估计正弦信号频率的精度分析

对噪声背景中插值FFT方法估计正弦信号频率的精度进行了研究,导出了不加窗和加Hanning窗时频率估计均方根误差与信噪比及FFT长度的关系式;分析了不加窗情况下当信号频率接近FFT频率分辨率Δf的整数倍时,由于插值的方向错误对频率估计精度的影响;指出了不加窗时该方法在噪声背景中的频率估计误差远远大于文[2]中用一个特定的纯测试信号得到的结果;讨论了加窗对频率估计误差的影响.最后给出了Monte Carlo模拟实验与理论分析的对比结果.     

一种加窗插值FFT谐波分析方法

由于很难实现同步采样和整周期截断,因此,利用FFT算法分析电网谐波信号时存在频谱泄露和栅栏效应,影响算法的分析精度。加窗插值FFT是抑制频谱泄露和消除栅栏效应的有效方法,在此提出一种基于3项3阶Nuttall窗插值FFT的谐波分析方法,推导了插值系数公式以及各次谐波的频率、幅值和相位的修正公式。对该算法与Hanning窗、Blackman窗插值FFT算法进行Matlab仿真对比研究,验证了该算法具有更高的分析精度。     

快速双正弦信号频率估计的FPGA实现

讨论了基于FFT技术的两种快速估计双正弦信号频率算法,分析了它们的原理,给出了用FPGA实现的流程图。最后通过FPGA的硬件时序仿真,验证了频谱重心法的有效性。     

基于FFT滑动平均极大似然法的正弦信号频率估计

该文基于正弦信号采样序列的FFT频谱,利用谱图上多条显著谱线与峰值谱线实部之间的关系,推导建立了一用于信号频率估计的滑动平均模型,基于此模型得出的极大似然频率估计器结合传统的Quinn方法后得到一种新的基于FFT谱滑动平均极大似然估计算法。仿真实验表明该算法精确有效,估计性能优于Rife,Quinn法,十分接近CRLB下限,计算量不大且信噪比门限要求可降至-9dB左右。     

适用于机载卫星通信的低信噪比载波恢复算法

随着卫星通信技术的不断发展,对低信噪比下的解调技术提出了越来越高的要求,尤其是针对机载平台下的卫星通信系统,需要在极低信噪比条件下进行解调。采用了一种基于载波相位内插的低信噪比解调算法,利用FFT进行频偏估计,然后利用相邻2个帧头的相位估计结果进行内插,得到帧内各符号的载波相位信息,实现载波恢复。仿真和结果表明,帧头长度为32时可以获得较好的解调性能,解调门限附近载波恢复导致的解调损失小于0.3 dB。