GPS中P码序列捕获处理器的设计与实现

为了保证扩频信号具有更高的扩频增益、更强的抗模仿和抗欺骗能力,必须实现P码的直接捕获。序列捕获处理器利用本地码发生器产生本地伪码序列,利用本地伪码控制策略,通过对本地伪码的不断调整、偏移,实现对接收信号中P码信号直接、快速的相关捕获。在实验室环境下对序列捕获处理器进行测试,结果表明序列捕获处理器可以有效捕获GPS P码信号。     

基于Chebyshev映射的混沌序列研究

对基于Chebyshev映射的混沌序列初值敏感性、平衡特性、相关特性进行仿真研究,将混沌序列应用在DS-CDMA系统中,与Gold码序列进行比较。结果表明,混沌序列与Gold码序列性能接近,具有生成简单、序列数目多、保密性好等优点,是替代传统扩频码的理想选择。     

并行高采样实现PN码捕获的井下扩频测距方法

在扩频测距技术中,伪随机(Pseudo-Noise)码捕获时间长,扩频信号需要高带宽信道,井下多径效应还会引起PN码相位延迟,因而使得扩频测距技术难以在煤矿井下应用;为了将扩频测距技术应用于井下,设计了一种并行的PN码同步精测算法,利用FPGA高速的并行处理能力,开辟L-1条相位彼此相差一个PN码片的相关通道,在各相关通道中分别对扩频码调制的数字基带信号相关运算后进行高频率采样,大幅度提高了信号处理带宽,能够在粗同步的基础上直接得到更高的时间分辨率;仿真结果表明,所提出的方法能够抑制井下严重的多径干扰,能将测距PN码所占带宽限制在50 MHz以下而测距精度达到1 m以内,是适应煤矿井下特殊环境的一种高效扩频测距方法。     

基于三元组的扩频码构造及其性能分析

为提高扩频通信的可靠性和安全性,提出一类基于三元组密钥流的扩频码构造方法。针对传统扩频码周期短和混沌扩频码算法随机性弱等不足,将周期不重复、初值敏感和算法随机的三元组随机序列进行同态均匀映射或正交变换,以获取同态三元组扩频码或正交三元组扩频码;通过实验验证了该类扩频码具有良好的平衡度、自相关和互相关等特性指标;将该类三元组扩频码应用于蒙特卡罗直接扩频通信模型和DS-CDMA多用户通信系统模型进行仿真测试,仿真结果表明,该类扩频码相比传统扩频码、混沌扩频码更适合扩频通信需要。     

基于WiFi信号二次扩频的矿井TOA测距方法

针对TOA方法对时间测量精度要求高,但现有矿井WiFi通信系统通信过程中时间测量分辨率低的问题,提出了一种对WiFi信号进行二次扩频以获得高时间分辨率的TOA测距方法。在WiFi移动站上集成多载波扩频调制部件,用以对测距的WiFi信号进行二次扩频;在WiFi基站集成多载波扩频解调部件,并利用FPGA设计的高速数字匹配滤波器扩频码捕获算法,在亚码片级上对WiFi移动站发出的测距信号进行捕获,进而得到高分辨率的信号传播时延。试验结果表明,该方法测距误差均值为1.92m,能够为WiFi通信系统进行TOA定位提供可靠的测距值。     

一种新的混沌扩频序列优选算法

混沌序列因其相关性好、对初值敏感、保密性强等特性成为直序码分多址(DS/CDMA)系统中性能较好的一种扩频码。为了提高DS/CDMA系统保密性、降低多址干扰,改进混沌序列的传统优选算法,研究混沌互相关优选,提出一种新的混沌扩频序列互相关优选算法,对所得的优选序列进行性能仿真比较。结果表明,该算法能提供较大的系统容量且抗多址干扰能力强。     

基于Logistic混沌序列和Turbo码的多重图像水印

提出了一种基于logistic混沌映射和Turbo码相结合的多水印算法,利用扩频技术在一个图像上嵌入多个二值图像来代表不同信息。该算法利用Turbo码优异的纠错性能和扩频通信的多址技术,并根据人眼视觉特性,将经过混沌加密、Turbo码编码并使用不同的混沌序列扩频的水印嵌入到DCT变换系数的中频中。对算法在多种攻击下进行了仿真。实验结果表明,利用该算法实现的水印具有良好的不可见性和鲁棒性。     

GPS 中基于P码的快速直接捕获方法的研究

GPS系统采用典型的CDMA体制,目前扩频PRN码主要是用于标准定位服务的C／A码和用于精确定位服务的P码,而P码的捕获通常是利用C／A码来完成的。为保证扩频信号具有更高的扩频增益、更强的抗模仿和抗欺骗能力,GPS接收机必须实现P码的直接捕获。本文从研究信号直接捕获算法角度出发,提出了一种新的P码快速直接捕获算法,结果表明,该算法较XFAST和均值法扩大了时间覆盖域,提高了捕获效率。     

一种新的混沌扩频序列及其性能分析

结合传统的混沌映射,提出一种组合式混沌映射模型。给出了产生新的混沌扩频序列的方法。首先由给定初值代入组合式混沌映射进行迭代,并且通过随机的参数切换选择不同的组合混沌映射,再将迭代产生的序列进行预处理,最后将预处理后的序列进行L比特选择得到新的混沌扩频序列。对得到的混沌扩频序列进行平衡性、保密性和相关性分析,并与现有的混沌扩频序列的性能进行比较。结果表明,该混沌扩频序列具有与现有的混沌扩频序列相近的相关性,而且其平衡性、保密性更好。     

基于混沌与自编码相融合的扩频码构造方法

针对传统扩频码周期短及安全性差的不足,提出混沌映射与自编码相融合的扩频码构造方法。该方法首先将Logistic混沌映射产生的序列进行同态均匀映射以获取高平衡度伪随机序列,其次与其不等长子序列复合重复迭代并生成长度随迭代次数呈几何级数增加的复合符号序列,最后与自编码序列经二维Henon映射相融合产生高质量复合随机序列。以混沌和自编码为基础分析该方法的有效性,并与现有扩频码进行仿真测试比较,结果表明新扩频码具有良好的相关特性和较高的复杂性,并能获得较低的扩频误码率。     

基于激光雷达的机器人定位信息处理技术研究

为了提高机器人定位和测距能力,提出一种基于激光雷达的机器人定位信息处理技术,采用激光雷达扫描技术进行机器人定位信号采集,对采集的激光雷达信号进行相关波束形成处理,采用相关处理后对激光雷达信号进行扩频处理,生成机器人定位测距码,结合测距码加权技术进行自适应学习,采用相位估计方法进行机器人的目标位置跟踪识别,根据处理后的激光雷达信号进行机器人的目标方位估计和测距,实现机器人准确定位。仿真结果表明,采用该方法进行机器人定位的准确性较高,激光雷达信号输出信噪比较高,说明机器人定位的抗干扰能力较强,提高了机器人的定位测距精度。     

一种新型的分段Logistic混沌扩频通信算法

混沌序列作为扩频系统中的扩频码,具有序列丰富、保密性好等特性。针对传统的Logistic混沌序列及其改进型在序列遍历性和随机性等方面不太理想的问题,提出了一种新型的分段Logistic混沌扩频通信算法。在分析了所提混沌序列的随机性、相关性、初值敏感性和Lyapunov指数的基础上,将其应用于扩频通信系统中。仿真结果表明:新序列较传统的Logistic混沌序列及其改进型作为扩频通信地址码,在误码率和信息保密特性方面有很大改善,从而证明了新算法的有效性。     

基于布尔可满足性的伪码捕获方法

为了提高扩频通信系统中伪码序列的检测概率,同时降低捕获时间,提出了一种基于布尔可满足性(SAT)的伪码捕获算法,首先将扩频通信中的捕获算法通过面向模块级的布尔可满足性合取范式进行建模,然后利用先进的SAT求解技术对模型进行求解,从而达到对伪码序列捕获的目的。理论方法和仿真结果表明,该方法能够有效提高捕获过程的检测概率,并降低捕获时间。     

基于FPGA的扩频发射系统的设计

针对一般无线通信系统抗干扰、抗噪声以及抗多径性能力差的缺点,提出了一种基于FPGA的直接序列扩频发射系统的设计;采用KASAMI码作为扩频调制的码序列,发射信息采用循环读ROM的方式,而后进行卷积编码,利用KASAMI码进行扩频,再进行极性变换,将扩频输出变为双极性码输出;在Altera公司的Quartus II软件中,使用硬件描述语言VHDL和原理图相结合的方法进行了电路的设计实现;最后通过Matlab进行描点画图,实验结果表明系统具有较好的扩频通信功能。     

共位卫星相对距离测量技术研究

为完成共位卫星的自主导航任务,需要获得多目标之间实时、高精度的相对距离,并进行数据交互。介绍了伪码测距的原理,提出以双向微波链路为基础,运用扩频技术进行同步轨道共位卫星精密相对距离测量。分析了伪码跟踪环路、钟差变化及其它因素对相对测距的影响,并给出了模拟实验研究结果,得出相对测距误差可小于30cm的结论。     

一种长码快速搜索策略研究

在采用长周期扩频码的直接扩频通信系统中,伪码的搜索速度对接收系统整体性能有着至关重要的影响。针对长周期伪码的快速搜索问题,提出一种通过扩展均值处理技术扩大伪码搜索范围的长码快速搜索策略。理论分析和数值结果表明,在进行大范围码元搜索时使用该搜索策略可以有效地提高伪码的搜索速度。     

基于并行架构的宽带扩频信号捕获技术研究

为解决大动态低信噪比环境下,由于宽带扩频信号速率过快,使得载波多普勒和伪码多普勒较大导致无法成功捕获信号的问题,提出一种基于并行架构的捕获方法;该方法利用并行载波NCO产生本地载波,与接收信号进行下变频混频以对载波和伪码多普勒进行补偿,利用并行伪码NCO产生本地码进行内码滑动相关和外码匹配滤波,经过二次捕获进一步估计载波多普勒和伪码相位;仿真结果表明,在62 dBHz的载噪比下,符号速率为1 Mbps,载波多普勒搜索范围为± 800kHz,载波多普勒变化率为±100 kHz/s时,这种方法可以实现宽带扩频信号捕获,并且在符号信噪比为2 dB时,捕获概率为99%,捕获时间为0.9009 s;使用该捕获方法,可以降低宽带扩频信号捕获复杂度、提高捕获效率,为大动态低信噪比环境下宽带扩频信号的捕获提供了一种有效的捕获方法。