Design of the discriminator for tracking the loop under short-delay multipath interference

The traditional multipath eliminating methods have poor performance under short-delay multipath interference and therefore a discriminator constructing method for tracking the loop is presented. Firstly, from the analysis of the output characteristics for in-phase/quadrature-phase early, late, and prompt channels under the short-delay multipath, an improved late channel is constructed. The output of the loop discriminator is defined as the normalized function of the power difference between early and late signals. It made the error between the code phase of the direct signal and that of the local estimated signal is less than the pre-determined threshold. Theoretical analysis and simulation results show that, compared to traditional methods, the multipath mitigation technique based on the improved loop discriminator can suppress the code tracking errors produced by the multipath when the relative delay is less than 0.5 chip and effectively inhibits short-delay multipath interference, thus improving the tracking and measurement accuracy in navigation and docking systems.     

基于MBOC调制的北斗导航信号的多径误差分析

为了定量地分析MBOC(Multiplexed binary offset carrier)调制的北斗导航信号的多径误差,在分析MBOC调制信号原理的基础上,建立了相应的多径信号模型,利用超前减滞后功率鉴相器和反正切函数鉴相器,推导了多径效应导致码相位跟踪误差和载波相位误差的表达式.对不同的多径直达幅度比(Multipath todirect ratio,MDR)、相关器间隔、前端带宽时MBOC调制信号的多径性能进行了仿真,并针对存在噪声干扰时的码跟踪误差进行了仿真分析.仿真结果表明,多径直达幅度比由-3 dB减小到-6 dB时,所产生的多径误差包络也相应地减小.在多径直达信号幅度比(MDR)一定时,采用窄相关技术和较宽的接收机前端带宽均能很好地抑制多径误差.存在噪声干扰时,码跟踪误差随着载噪比(Carrier to Noise Ratio,CNR)的增加逐渐减小为0.     

非合作通信中MQAM的定时载波联合同步

针对非合作通信系统中多径信道下含有大符号率偏差的M进制正交振幅调制信号定时载波的同步问题,提出了一种基于改进加德纳算法的M进制正交振幅调制信号定时载波联合同步方法．该方法首先利用加德纳算法中频偏与算法输出值之间的关系,进行定时偏移估计与载波偏移粗估计;然后利用与其相差半个码元的定时误差检测输出值的绝对值差进行锁定;最后利用锁相环跟踪细微的频偏和相偏．仿真结果表明,在多径信道下,所提的定时偏移和载波偏移的联合估计方法具有良好的估计性能．     

遗传算法抑制BOC(1,1)信号多径研究

针对传统方法无法有效抑制伽利略(Galileo) BOC (1,1)信号短时延多径的现状,将多径抑制问题转换为最优拟合问题,提出了一种有效估计短时延多径的方法。利用遗传算法不需要函数可导,且不易陷入局部最小值的特点,将其应用于最优拟合BOC (1,1)短时延多径信号的计算上,有效地减小了每个通道的伪距测量误差,提高接收机定位精度。给出应用该算法的具体步骤,仿真结果表明该方法可以更加有效地抑制短时延多径。     

多径衰落信道下OFDM定时同步算法的研究

利用循环前缀（CP）能量差分特性和集相关特性对已有的定时同步算法加以改进,提出了一种新的正交频分复用（OFDM）符号同步算法. 在多径衰落信道环境下,CP的能量差分特性和集相关特性在CP后部均未受到多径的破坏,所提算法优化利用了CP的这2种特性. 仿真结果表明,该算法在多径衰落信道下能获得较好的符号定时同步性能;同时消除了频偏对符号定时的影响,且在一定范围内随多普勒频移的增加,符号定时同步性能得到进一步改善.     

多径信道下扩频导航信号跟踪性能研究

针对扩频导航信号多径信道下信号跟踪性能,分析了时延小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位和载波相位跟踪误差的影响,并建立跟踪环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环和载波相位跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上,对伪码相位跟踪和载波相位跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相埘直达信号伪码相位和载波相位时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.关键字:多径信道;伪码跟踪;载波跟踪;跟踪性能进行了计算机仿真.结果表明,多径信号引入相位测量误差与多径信号的幅度、相对直达信号伪码相位和载波相痊时延有关,并且伪码相位时延与载波相位时延之间相互影响.     

OFDM系统定时与频率偏移估计

在分析现有算法的基础上,提出了一种新的算法,并对其进行了仿真。仿真结果表明,无论是在多径信道还是在AWGN信道,该算法的定时估计和频率偏移估计的均方差都要优于最大似然算法和“集相关”算法。     

扩频系统中低复杂度多径消除技术研究

为了消除扩频系统中的多径干扰,文章基于稳态零点不变的原则对多径估计延迟锁相环(MEDLL)进行研究及改进.文中给出了伪码跟踪环路的结构框图,并建立了多径干扰下环路的数学模型.在只考虑一路多径干扰信号的情况下分析了多径干扰信号对环路鉴相特性的影响.文中介绍了MEDLL,在保持环路稳态零点不变的情况下提出了零点不变估计延迟锁相环(ZFMEDLL),并将其相对于常规DLL、窄带DLL和MEDLL在稳态相位误差性能、噪声性能和实现复杂度方面进行了仿真比较.结果表明,ZFMEDLL相对于MEDLL在多径消除性能上有很大改进.     

分布式MIMO-OFDM系统多频偏盲估计

针对多径信道下分布式多输入多输出正交频分复用系统多载波频偏估计问题和多频偏盲估计难、现有盲估计方法较少的情况,利用多径信道下分布式多输入多输出正交频分复用信号模型与盲源分离领域中信号模型类似的特点,利用卷积混合盲源分离思想,去除接收信号的多径影响及模糊度,得到只含频偏的发送信号,将多维频偏估计问题变成单维估计问题,最后用单个信号频偏盲估计算法得到频偏估计值. 仿真结果表明,提出算法适用于更为复杂的多径信道和正交频分复用信号,具有比导频辅助方法更优的估计性能. 在5dB信噪比下,多频偏盲估计的均方误差可达10^-6.     

OFDM码元定时和频率偏差估计中的最佳相关长度分析

码元定时和频率偏差估计是OFDM系统的关键技术之一．以相关运算为核心的最大似然算法(ML)在OFDM码元定时和频率偏差估计中得到广泛的应用．如何确定多径传播环境中接收机最佳相关长度是影响ML算法实际应用的关键．通过分析得出：减小ML中相关窗长度可以有效地抑制多径传播的影响;其最佳相关长度等于循环前缀与最大多径时廷之差．部分相关ML算法首先利用子空间分解技术动态跟踪多径信道变化,再实时计算出最佳相关长度用于码元定时和频率偏差估计．仿真结果证明新算法可以有效地抑制多径传播对同步估计性能的影响．     

一种MIMO雷达低角跟踪环境下的波达方向估计新方法

针对多径效应,提出了一种相干源条件下MIMO雷达低仰角跟踪时波达方向估计的新方法．结合MIMO雷达的特点,考虑接收多径回波信号和发射多径信号,利用改进的只需一维搜索的最大似然算法对阵列接收数据进行了双端处理,即接收阵列处理和发射阵列处理．这相当于扩大了单端处理时的阵列孔径,不但提高了低信噪比下仰角分辨力和估计精度,还降低了计算量．     

多径信道下OFDM系统的采样频率偏移盲估计方法

为提高实际的非合作通信系统中正交频分复用系统的采样频率偏移估计性能,提出了一种多径衰落环境下、非合作通信系统中、时频同步之前的正交频分复用系统采样偏移估计的新方法．该方法先利用一种改进循环谱对谱相关点进行粗估计,再利用另一种改进的循环谱对谱相关点进行细估计,最后根据估计出的相关点上循环谱的相位值,经跳变转化、最小二乘直线拟合后计算出相位变化率,得到正交频分复用系统采样偏移的估计值．仿真结果表明,该方法在多径信道条件下,比现有的盲估计方法具有更高的估计精度与性能．     

基于子空间的DS-UWB系统高分辨率低复杂度时延估计

研究了在室内多径衰落信道下直接序列超宽带(DS-UWB)系统的时间延迟估计问题,提出了一种基于子空间的高分辨率、低复杂度的时延估计方法。该方法将滑动相关输出的时间平均相关矩阵分解成信号和噪声子空间,然后用MUSIC谱计算,再通过最大值搜索获取时延估计。将滑动相关的时间分辨率与传统相关MUSIC方法的计算复杂度进行了对比。计算机仿真结果表明,在多径时延差接近一个切谱(Chip)周期情况下,新的算法能够有效分辨出多径时延,性能明显高于传统的滑动相关方法。     

利用沃尔什码扩频的MC-CDMA系统频偏估计算法

针对多载波码分多址(MC-CDMA)系统上行链路存在的多用户载波频偏问题,提出了一种利用沃尔什码进行扩频的载波频偏估计导频算法．该算法使用全1的沃尔什码作为专用扩频码,对频偏待估计用户的两个相同导频符号进行扩频; 在接收端,利用导频的专用扩频码码片与信息符号的扩频码码片不同的均值特性,得到频偏待估计用户的导频接收信号的近似成分,并从中利用辐角值提取方法得到载波频偏估计值．仿真结果表明: 在频率选择性衰落信道下,与基于信号子空间分解的自适应训练序列(ATS)算法相比较,该算法降低了计算复杂度,而且频偏估计的性能也很接近ATS算法,适用于系统在信息数据发送的过程中需跟踪频偏变化的场合．     

GPS信号的脉冲干扰效能分析

脉冲干扰广泛存在于现代战场电磁环境中。为了提升脉冲干扰在导航对抗中的应用效率,根据GPS接收机工作过程,以干扰等效载噪比和码跟踪误差作为干扰效果评估指标,对脉冲干扰参数影响下的离散谱特征C/A码信号和连续谱特征M码信号的干扰效果评估指标分别进行了理论推导和仿真分析。为确保干扰效果,对于C/A码信号,脉冲干扰频偏可根据C/A码PRN#信息预先计算比较得到,脉冲重复周期设置为1 ms,脉宽在0.01~0.05 ms取值;对于M码信号,脉冲干扰频偏可依据单频干扰频偏设置预先计算平均得到,通过减小脉冲重复周期和提高脉冲幅度来保证干扰效果,在脉冲重复周期固定时,占空比在0.002~0.005取值。该结论揭示了脉冲干扰对GPS信号的影响本质,对提高干扰利用效率具有借鉴意义。     

Continuous-Wave Interference Mitigation for Acquisition Method in Unified Carrier TT&C Systems

An interference mitigation for acquisition method, based on both energy center and spectrum symmetry detection, has been proposed as a possible solution to the problem of signal acquisition susceptibility to continuous-wave interference (CWI)in unified carrier telemetry, tracking, and command (TT&C) systems.With subcarrier modulation index as a priori condition, the existence of CWI is determined by comparing the energy center with the symmetric center.In the presence of interference, the interference frequency point is assumed and culled; sequentially, the spectral symmetry is used to verify whether the signal acquisition is realized. Theoretical analysis, simulations, and experimental results demonstrate that the method can realize the acquisition of the main carrier target signal with an interference-to-signal ratio of 31 dB, which represents an improvement over the existing continuous-wave interference mitigation for acquisition methods.     

在非均匀环境下辅助通道法STAP处理的性能改善

分析了相控阵机载预警雷达空时自适应处理在非均匀环境下的不足,即辅助通道中杂波干扰与检测通道中目标信号由于有限次样本而存在相关性,进而引起信号相消现象．提出了一种改进的空时自适应处理辅助通道杂波抑制技术,消除了目标信号对训练自适应权的不利影响,并给出了它的具体实现结构．该方法在抑制杂波时可有效克服目标信号相消现象,明显提高系统的检测性能,计算机仿真结果验证了其有效性．     

猝发式直扩系统伪码同步技术的FPGA实现

针对短时猝发式直扩系统中大频偏情况下伪码捕获和跟踪问题,该文提出了一种基于扫频、数字匹配滤波器和数字延迟锁定跟踪环的伪码同步方案,并基于FPGA平台进行硬件实现.试验结果表明该方案可以满足系统设计要求.     

基于卷积神经网络的高性能5G下行同步算法

为解决第5代移动通信系统(5G)下行同步在低信噪比和大频偏环境下成功率低的问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的同步信号块(SSB)检测算法及改进的混合相关同步算法。在无先验信息的情况下,利用最大自相关准则和循环前缀的特性对无线信号进行分段,生成数据集。在此基础上,构建了适用于检测承载SSB信号片段的CNN,对任意一个SSB进行检测,实现了SSB目标区间的快速定位,减少了相关过程中的搜索范围。进一步使用改进的混合相关算法,在目标区间完成主同步信号定时同步及频偏估计。仿真结果表明,所提算法具有良好的SSB检测率和定时同步性能,能够有效抵抗噪声和频偏的影响。     

GPS考虑副瓣的多径跟踪误差研究

研究了在考虑副瓣情况下的GPS多径码相跟踪误差和载波相位跟踪误差以及不同早减迟间距的影响。基于非相关早减迟延时锁定环和反正切载波跟踪环,得出了由一般形式的误差解析表达式导出的码相和载波相位跟踪误差曲线。计算机仿真表明:在不同段中,跟踪误差包络内部曲线形式是不同的;C/A码自相关副瓣对较长时间相对多径延时的码相和载波相位跟踪误差有影响;采用窄相关器不仅可以减小码相位跟踪误差,也可以减小载波相位跟踪误差。