高动态GPS信号的捕获方法及性能

分析了基于分段匹配滤波器（PMF）-FFT实现高动态GPS信号捕获的子相关长度和FFT运算点数对捕获性能的影响,推导出多普勒频移捕获的范围和精度值,针对PMF-FFT捕获的多普勒频移分辨率低的缺点,提出了采用最小二乘法对幅频响应最大峰进行曲线拟合的方法来提高多普勒频率捕获精度的方案,最后对高动态GPS信号的捕获进行了仿真。结果表明：该方法可以很好地实现高动态GPS信号的快速精确捕获,并可以有效地缩短捕获时间和节省硬件资源。     

基于VC的补零DFT在图像处理中的应用

由Cooley和Tukey提出的快速傅里叶变换算法（Fast Fourier Transform，FFT）是针对数据长度N等于2的整数次幂的算法，也即基2的FFF算法。而在实际数字图像处理应用中，图像的宽和高不可能都是2的整数次幂，解决这一矛盾的一种有效的方法就是在图像数据后补零，使其长度达到2的整数次幂。本文对FFT的补零问题进行了分析，并基于VC＋＋的图像处理程序设计，对解决二维图像处理中数据长度不等于2的整数次幂的FFT算法问题进行了探索和应用研究。     

GPS检测算法性能和仿真研究

弱信号检测算法是高灵敏度GPS定位的核心,对低信噪比环境下的相关累加结合非相关累加、圆周相关累加以及差分相关累加捕获算法进行了理论分析,对信号捕获流程进行了讨论,重点对算法捕获性能进行了仿真。根据理论分析和仿真结果可以看出,所讨论的几种算法都能够在一定程度上提高接收机的捕获灵敏度,差分相关累加捕获算法更适合检测低信噪比环境下的GPS信号。     

基2与混合基快速Fourier变换算法性能比较

目前快速Fourier变换算法主要有两大类,一类是针对点数为2的整数次幂,一类对应点数为其他长度的情况。在介绍基2和混合基的FFT算法原理的基础上,通过仿真数据对两种FFT算法的性能进行了比较分析。验证结果表明,基2算法在计算速度方面要占有优势,但在整周期截断的情况下,混合基快速算法却在频谱效果方面占有优势。     

GPS中频信号源及精频捕获仿真

GPS天线接收的真实的信号不理想,为方便算法研究,要使用理想的仿真信号.为了使跟踪环路正常工作,GPS信号需要进行精频捕获.文中使用Simulink搭建GPS中频信号源,该信号源可以直接设置参数产生不同的中频信号.详细分析了两种精频捕获算法:相位关系算法和FFT补零算法,并对精频捕获算法做仿真实现,对比两种算法的仿真结果,分析了算法的优劣.由搭建的Simulink模型可以产生理想的信号,Matlab算法的仿真结果表明,使用相位关系的精频捕获算法适合实际的应用.     

GPS基带信号捕获算法及其仿真研究

针对低信噪比环境下的导航需要,介绍了低信噪比环境下的GPS基带信号捕获算法,对基于循环相关的GPS基带信号捕获算法的信号处理流程以及捕获性能进行了分析.通过特定的硬件装置获得了真实的GPS数据,利用Matlab对该捕获算法进行了计算机仿真研究.根据理论分析和仿真结果可以看出,基于循环相关的GPS基带信号捕获算法能够检测低信噪比环境下的GPS信号,能够提高GPS接收机的检测灵敏度.     

非基2情况下的GPS捕获算法优化

本文根据GPS捕获过程中相关运算的计算速度要求,针对常用频域FFT算法速度快、但规定采样点的点数N必须为2的整数幂的缺点,分析了如何利用Colley-Tukey算法对部分可分解的N值的相关运算进行优化,从而在时域算法保证精确度,同时又在速度上接近FFT算法.本文最后在Matlab环境下对算法进行验证.     

重叠分段循环相关法在弱GPS信号捕获中的实现

本文基于C++实现的GPS软件接收机,研究一种适用于弱信号条件的GPS信号捕获算法——重叠分段循环相关法。该算法在每次对接收信号与本地信号进行相关的前后,都将数据以部分重叠的方式进行分段处理,并在多次循环中累积相关值,当该值达到预定义的阈值时完成捕获。强弱信号条件下不同算法的捕获结果表明,该算法在保证捕获效果的同时计算量有所减少。最后,在弱信号条件下,对应用了该算法的软件接收机进行了实验验证。     

基于ESPRIT谱估计的GPS多普勒快速捕获

本文针对解扩后GPS信号的特点.提出利用ESPRIT谱估计方法估计多普勒频偏,从而实现GPS多普勒频偏的快速捕获的方法,论文首先分析了频域相关快捕方式下多普勒的快速捕获原理给出了平均捕获时间,对利用ESPRIT算法估计GPS多普勒进行了仿真研究,并和ARMA参数模型法、FFT法进行了对比,仿真结果证明ESPRIT谱估计方法在一般GPS信号信噪比下可以获得高精度,高稳定度的多普勒估计,并且计算量比FLL小.该方法能有效地减少GPS多普勒的捕获时间.     

GPS/GLONASS接收机信号捕获及其仿真

随着多星座系统的组建完成,双模接收机已经成为了研究的热点。给出了GPS/GLONASS双模接收机的总体设计方案,重点研究了低信噪比环境下GPS/GLONASS信号捕获,采用基于快速捕获的FFT算法和相关累加结合非相关累加捕获算法分别对GLONASS信号和GPS信号进行检测。利用真实数据对双模接收机的信号捕获算法进行了仿真分析,结果表明双模接收机能够捕获低信噪比环境下的卫星导航信号,提高了接收机的灵敏度。     

An Efficient Two-Dimensional FFT Algorithm

A new version of the radix-2 row-column method for computing two-dimensional fast Fourier transforms is proposed. It uses a ``multiple vector' FFT algorithm to compute the transforms of all the columns in an array simultaneously while avoiding all trivial multiplications. The minicomputer implementation of the algorithm runs faster than the 2 × 2 vector radix FFT algorithm. Analysis of the numbers of complex additions and multiplications required indicate that implementations of the radix-4 row-column FFT and 4 × 4 vector radix FFT on the same minicomputer would run slower than the multiple vector implementation.     

基于FPGA的片内并行机网络模型优化策略分析

针对基-2 FFT 处理算法,采用分块存储思想,将存储器、处理机数据交换网络模型进行优化。优化后的网络模型数据通路数仅为20,降低为原来的4%以下,且不随 FFT 计算点数增多而增加。整个设计在 Virtex 系统芯片 XCV800上实现。     

一种改进FFT算法在DSP上的实现

快速傅里叶变换(FFT)是数字信号处理中最为重要的工具之一。而在具体硬件实现中,如何减少内存引用次数,以降低功耗具有更重要的意义。论文以基2按时间抽取FFT为例,在深入分析旋转因子性质的基础上,提出了一种改进FFT算法可以减少旋转因子的引用次数,消除冗余的内存引用,并给出了在DSPVC5402平台上的实验数据。表明了该算法是切实有效的。     

分裂基算法在管道腐蚀超声内检测中的应用

管道腐蚀内检测中超声回波信号具有周期性特点,功率谱估计是重要的数据处理方法之一。基于分裂基的FFT算法具有较小的乘法次数和加法次数,且算法结构较好。采用频率抽取分裂基2／4 FFT算法对管道腐蚀超声内检测回波信号进行了处理．得到管道壁厚数据,经分裂基FFT算法和基2 FFT算法比较,分裂基FFT算法明显减少了数据处理时间,提高了检测速度。理论分析和实验结果表明,该分裂基算法精度高,数据处理速度快,满足管道腐蚀内检测的实时性要求。     

FFT处理器无冲突地址生成方法

本文提出了一种新的无冲突地址生成方法，使蝶式运算单元在一个周期内能够同时读取两个操作数。由于取消了地址奇偶判别电路，简化了存储体控制逻辑，同 时也加快了输入／输出地址生成，该方法还同样适用于基－４ＦＦＴ处理器。     

Ultrahigh-performance FFTs for the CRAY-2 and CRAY Y-MP supercomputers

In this paper a set of techniques for improving the performance of the fast Fourier transform (FFT) algorithm on modern vector-oriented supercomputers is presented. Single-processor FFT implementations based on these techniques are developed for the CRAY-2 and the CRAY Y-MP, and it is shown that they achieve higher performance than previously measured on these machines. The techniques include (1) using gather/scatter operations to maintain optimum length vectors throughout all stages of small-to medium-sized FFTs, (2) using efficient radix-8 and radix-16 inner loops, which allow a large number of vector loads/stores to be overlapped, and (3) prefetching twiddle factors as vectors so that on the CRAY-2 they can later be fetched from local memory in parallel with common memory accesses. Performance results for Fortran implementations using these techniques demonstrate that they are faster than Cray's library FFT routine CFFT2. The actual speedups obtained, which depend on the size of the FFT being computed and the supercomputer being used, range from about 5 to over 300%.     

一种适用于DVB-T系统的新型FFT处理器设计

针对地面数字视频广播(DVB-T)系统中高速FFT处理器的设计要求,提出了一种新的基16/8混合基算法及其实现结构。采用单个基16/8复用的蝶形运算单元顺序处理,并通过减少乘法器数目,有效降低了硬件消耗;运算单元内部采用“基4+基4/2”级联流水线方式,大大加快了运算速度;此外,应用对称乒乓RAM结构提高了蝶算单元的连续运算能力;并且使用改进的块浮点防溢出机制,以保证运算精度。仿真和实现结果表明该设计具有良好的性能,完全满足实际应用要求。     

High-Performance Radix-2, 3 and 5 Parallel 1-D Complex FFT Algorithms for Distributed-Memory Parallel Computers

In this paper, we propose high-performance radix-2, 3 and 5 parallel 1-D complex FFT algorithms for distributed-memory parallel computers. We use the four-step or six-step FFT algorithms to implement the radix-2, 3 and 5 parallel 1-D complex FFT algorithms. In our parallel FFT algorithms, since we use cyclic distribution, all-to-all communication takes place only once. Moreover, the input data and output data are both in natural order.We also show that the suitability of a parallel FFT algorithm is machine-dependent because of the differences in the architecture of the processor elements in distributed-memory parallel computers. Experimental results of 2^p3^q5^r point FFTs on distributed-memory parallel computers, HITACHI SR2201 and IBM SP2 are reported. We succeeded to get performances of about 130 GFLOPS on a 1024PE HITACHI SR2201 and about 1.25 GFLOPS on a 32PE IBM SP2.     

应用于OFDM系统中的高速FFT处理器设计

针对无线城域网中工作在2GHz~11GHz频带的IEEE802.16a标准,在实现其OFDM系统时提出一种高速而且经济的FFT处理器设计方案。设计中采用了Radix-4的频率抽取算法和并行的蝶型计算单元结构,而且将旋转因子预先存储在ROM中以提高处理器运行的速度。设计方案采用了单个蝶型运算单元以达到控制FFT处理器规模的目的。数据的输入与输出都共用一个存储器,这进一步节约了硬件资源损耗。