部分相关与功率谱相结合的伪码快捕算法

针对极微弱动态长周期伪码直接序列扩频信号的捕获问题,提出了利用部分相关和功率谱相结合的方法,进行伪码相位延时/多普勒频偏的快速二维并行搜索.通过部分相关,得到反映多普勒频偏的正弦信号,在低信噪比下,通过功率谱累积平均达到检测微弱信号的目的.该捕获方法在捕获到同步长周期伪码的同时,也得到了多普勒频偏值的近似值.给出了基于该算法的信号模型、捕获方案及性能分析,并在此基础上分析了FFT点数、加窗函数及累积次数对捕获性能的影响.在理论分析的前提下,通过计算机仿真验证了该方法有良好的捕获效果.     

多径环境下直扩信号PN码捕获性能分析*

针对多径环境下极微弱动态长周期伪码直扩(DS-SS)信号的捕获问题,拓展了单径环境下基于部分相关值与功率谱累积平均相结合的捕获算法,提出了多径环境下直扩信号的伪码捕获算法。该算法通过部分相关,得到了反映多普勒频偏的正弦信号,然后将部分相关值的功率谱累积平均,从而达到在多径环境下检测微弱信号的目的。给出了基于该算法的多径直扩信号模型,分析了该算法在多径环境下的捕获性能,通过计算机仿真验证了多径环境下该算法的可行性,并对比了多径和单径环境下的捕获效果。     

基于相干累积的跳频扩频信号的捕获方法

为解决高动态低信噪比环境下信号捕获质量差、通信性能弱的问题,提出了一种基于相干累积的跳频扩频信号的捕获算法.该算法首先对中频信号的2倍重采样信号做快速傅里叶变换(FFT);然后与PN码的FFT的共轭相乘,再做快速傅里叶逆变换(IFFT)完成一次相关,最后对多路相关的结果按照行存列取的方式做FFT,进行相干累积,并通过峰均比来判断是否捕获成功.相较于时域相关运算,频域相关运算在码相位上,只需经过2次FFT与1次IFFT运算,算法复杂度低.由于高斯白噪声的特性,相干累积能实现对信号能量的累积,而不累积噪声能量,可实现对微弱信号的捕获.实验结果表明,该算法在信噪比为-21 dB的情况下,可实现对6000 m/s高动态下3.8 GHz频段附近的信号的捕获,具有较高运算效率和灵敏度.     

高动态非线性调频直扩信号的伪码快捕算法

针对高动态非线性调频直接扩频(NLFM-DSS,nonlinear frequency modulation direct spread spectrum)信号伪码捕获的问题,提出一种基于离散多项式相位变换(DPT)的NLFM-DSS信号伪码快捕算法.首先通过瞬态矩确定信号的阶数,并将信号降阶成带残余频偏的直扩信号.然后采用PMF-FFT与功率谱相结合的方法实现伪码快速捕获.给出了基于该算法的信号模型和理论分析表达式,并通过计算机仿真验证了该方法的可行性,在扩频增益为1023时,利用功率谱非相关累积30次,可在信噪比为-20 dB时捕获到伪码.     

基于部分相关和全相位预处理的伪码快速捕获方法*

针对高动态长周期直接序列扩频信号的快速捕获问题,提出了利用部分相关和全相位预处理相结合的方法。对部分相关得到带有多普勒频偏的正弦信号进行全相位预处理,再经过FFT得到全相位幅值谱,检测到其累加平均后的最大值,就能得到较准确多普勒频偏。通过理论分析和计算机仿真,该算法可以在很低的信噪比下完成伪码的捕获,同时能得到较精确的多普勒频偏值。     

基于级联随机共振的直接序列扩频信号的捕获方法

在直接序列扩频信号的捕获中,针对低信噪（SNR）比以及大频偏对信号捕获产生影响的问题,提出了一种基于级联随机共振的直接序列扩频信号的捕获方法。首先将输入信号通过部分匹配滤波器进行处理,当本地伪码和输入信号伪码相位对齐时,输出信号仅剩下了残余多普勒频偏;然后将该信号进行级联随机共振,从而提高信号的输入信噪比;最后通过快速傅里叶变换（FFT）谱分析,可以在频谱上得到清晰的谱峰,进而求出多普勒频偏值。通过理论分析和实验仿真可知,在输入信噪比为-26 dB的情况下,所提方法能够提高直接序列扩频信号的捕获灵敏度,并且通过两级级联随机共振系统后输出信噪比提高了15 dB左右;同时与传统捕获算法相比,该方法的正确检测概率提高了4 dB左右。所提方法不但能抑制噪声,而且能将部分噪声能量转换为信号能量,同时能够改善大多普勒频偏的影响,在捕获弱信号方面有着极大的优越性。     

基于批处理的改进FFT微弱信号捕获算法及其实现研究

为了解决GPS微弱信号的快速捕获问题,在基于FFT捕获方法的基础上,改进过去的相干积分或非相干积分,提出了一种新的改进微弱信号捕获算法,采用批处理方式提高捕获增益,并运用多普勒补偿,提高信号累加时间容限,进一步提高信号捕获灵敏度。大量仿真测试表明,该方法较传统的FFT算法,捕获概率大为提高,最后在FPGA上对该方案进行了具体实现。     

基于全相位频谱校正的TMBOC信号的捕获

针对使用传统部分匹配滤波器（PMF）结合快速傅里叶变换（FFT）无法精确捕获时分复用二进制偏移载波（TMBOC）调制信号的问题,提出一种基于全相位频谱校正的捕获方法。首先通过PMF过程对接收信号进行部分相关运算,再使用全相位快速傅里叶变换（apFFT）算法对多普勒效应进行补偿,最后结合全相位频谱校正技术对功率谱进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该算法比PMF-FFT加窗算法检测概率提高了3 dB左右,并有效缩短了捕获时间。该算法可比PMF-FFT加窗算法更精确捕获TMBOC信号。     

基于ＢＯＣ调制信号的频域主瓣叠加捕获算法

提出了一种基于BOC调制信号的频域主瓣叠加捕获算法。该算法利用BOC调制信号功率谱主瓣与BPSK信号功率谱的相似性,在对接收的BOC调制信号进行上、下边带主瓣滤取,将两主瓣信号分别搬移到中心频率,实现两路信号叠加的基础上,通过与本地信号的相关处理,执行同步捕获。仿真分析表明,本文提出的频域主瓣叠加捕获算法不仅能够实现正确的信号同步捕获,而且捕获精度和性能优于现有的边带和BPSK-like捕获算法。     

适用于GPS软件接收机的弱信号捕获方法

为了解决全球定位系统(GPS)软件接收机中弱信号捕获存在灵敏度和运算效率低的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)改进的差分相干累积算法。通过对去载波后的中频信号进行块累加处理,解决了相干积分时间的限制;根据FFT频移特性,采用多普勒圆周移位搜索替代频率补偿搜索,减少了FFT运算量;同时采用了不同的下变频,降低了频域分量间的损耗;对相干积分结果进行了差分相干累积,相对于传统的非相干累积,提高了信噪比。实验结果表明,该算法在-39dB的低信噪比环境下仍能捕获到所有微弱信号,具有较高的灵敏度和运算效率。     

基于脉冲成形扩频信号伪码周期盲估计

针对基带扩频信号的频谱范围较宽,信号在带限的信道中传输时需要对信号进行带宽限制,从而会造成码间干扰和频谱泄露的问题,将基带扩频信号通过脉冲成形器后对其主要参数的抗截获性能进行了研究,并使用两次功率谱的方法对该类信号的伪码周期进行了估计。理论分析证明,做两次功率谱以后的信号以脉冲串的周期来扩展谱线,且信号主要能量将会聚集在一些类似于基带成形脉冲二次谱形状的尖锐脉冲处,通过测量这些尖锐脉冲间的间距即可以估计出基带扩频信号的伪码周期。计算机仿真结果证明,两次功率谱的方法可以在低信噪比的条件下实现对带脉冲成形基带扩频信号伪码周期的估计,且本文算法对伪码周期估计的正确率比文献[1]算法约提高7dB左右。     

多径软扩频信号伪码周期盲估计

针对多径信道下因多径衰落造成软扩频信号伪码周期难以估计的问题,提出了一种基于二次功率谱的多径软扩频信号伪码周期盲估计方法。首先,将一般的单径软扩频信号扩展到多径模型;然后,在多径软扩频信号模型的基础上计算信号的一次功率谱;其次,将求出的一次功率谱作为输入信号计算信号的二次功率谱,理论分析表明信号的二次功率谱在伪码周期整数倍处将会出现峰值谱线;最后,通过检测峰值谱线间的间距就可以实现多径软扩频信号的伪码周期估计。通过仿真实验表明,在伪码周期估计正确率为100%、伪码序列长度为127位和255位时,所提方法比时域相关法提高信噪比约1 dB和2 dB;在同一对比条件下,所需要的平均累加次数均少于时域相关法。实验结果表明,所提方法对伪码周期进行估计,在减少计算量的同时,还提高了估计的正确率。     

基于电力线载波通信的教学设备控制系统

介绍了在低压电力线上实现信号传输的PL2102扩频芯片,包括其结构特点、工作原理以及用其实现的教学设备控制系统。由于采用了扩频载波技术,系统抗干扰能力强,经实际运行测试,系统性能稳定、可靠。     

低信噪比下的直扩信号检测和多参数估计方法

直扩信号具有较低的功率谱密度,淹没在背景噪声中,信号侦察难度大.根据四阶矩一维切片可以有效地抑制高斯白噪声和充分包含直扩信号的载波、伪码信息这一特性,提出了一种基于四阶矩一维切片的直扩信号检测和多参数估计方法.该方法不需要任何先验信息,不仅能够检测直扩信号,还能同时估计载波频率、伪码周期和伪码速率等参数.仿真结果表明,这种方法可以在低信噪比下工作,具有一定的实用价值.     

面向多类用户的卫星前向链路复合波形设计

针对卫星前向链路用户需求种类多样的情况,提出了一种复合波形的设计方法。将接收端为特殊类型用户的小功率信号进行一次扩频的基础上,采用二次扩频的方式使小功率信号与常规的大功率信号复合。尽可能减小波形复合对各信号传输性能的影响,并且保证复合波形中信号的兼容性。进行了复合波形生成与接收方法的设计,并通过建立仿真系统分析了复合波形的传输性能。在复合波形的功率分配比为6dB以上时,对大功率信号带来的性能损失在2dB以内,且复合波形中各信号传输性能在可接受范围内。