一种面向深空测距的大多普勒频偏信号捕获算法

在深空测距任务中,高精度的伪码捕获是后续执行伪码跟踪的关键前提。传统基于时频二维搜索的频偏估计算法对于深空测距中频率偏移范围较大的情况难以满足伪码捕获实时性要求。为此,提出了改进的时频二维搜索算法,通过在传统时频二维搜索算法的前端引入快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法对多普勒频偏进行预估,避免在大多普勒范围的频点遍历,能够有效降低频偏估计的时间开销。实验表明,该方法能够在大多普勒频偏环境下利用有限的硬件资源快速地实现伪码捕获,满足伪码捕获的实时性要求。     

基于PMF-FFT的扩频信号多通道并行捕获

目前在扩频测控通信系统中越来越多地采用了部分匹配滤波和快速傅里叶变换（PMF-FFT）的方法来实现扩频信号的捕获,这里分析了PMF-FFT实现扩频信号捕获的算法原理、过程和性能,充分利用多通道并行处理架构,提出了基于PMF-FFT的频域（频率分槽）多通道并行捕获和时域（伪码分区）多通道并行捕获两种不同的实现方法,以满足不同的扩频测控通信系统对伪码捕获性能的应用需求。     

伪码扩频航天测控体制设计

在分析伪码扩频的可行性和工作原理的基础上，介绍了伪码扩频测控系统的构成和工作过程，设计了伪码扩频信号的调制方式、解调过程和信号的帧结构，探讨了伪码的捕获和跟踪方式。研究结果表明，伪码扩频测控体制具有抗干扰、低截获、信号隐蔽、测距精度高等优点，能够满足未来我国深空测控的需要。     

基于FPGA的PN码捕获的设计及实现

PN码捕获技术是扩频通信的关键技术之一,针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,伪码相位大范围不确定的搜索,串行捕获需要大量的时间,这对实时性要求高的扩频接收机用户是无法忍受的,并行捕获电路结构比较复杂,实现起来有一定的难度,而且占用大量的资源。文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速滑动相关捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题。文中着重论述了该系统的FPGA实现原理,并且基于FPGA进行开发,调制出了该系统的仿真波形,达到了理想的效果,实际应用中有效地改善了系统的性能。     

大多普勒下基于FFT伪码捕获技术研究

在直接序列扩频通信中,伪码的捕获一般是通过相关运算来实现的,对于具有大多普勒频移的直接序列扩频信号,采用传统的伪码捕获方法,捕获时间将会很长,同时运算量也非常大。为了实现伪码的快速捕获,研究了一种基于FFT的伪码并行捕获算法。针对伪码长度不是2的整数次幂和存在数据跳变的问题,提出一种改善方法。计算机仿真结果表明：该方法既能满足FFT快速运算的要求又能消除数据跳变的影响,从而提高了基于FFT的伪码并行捕获性能。     

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。     

强干扰环境下基于最大信干噪比准则的联合波束形成与伪码捕获方法

在阵列天线直接序列扩频遥测系统中,联合波束形成与伪码捕获可以最大限度的利用阵列增益提高低信噪比下的捕获性能.考虑强干扰环境下的大系统扩展比多目标测控,分析了基于NLMS权值搜索与伪码捕获方法的抗干扰容限,提出了基于最大信干噪比(SINR)准则的自适应波束形成与伪码捕获联合实现方法,根据伪码相位搜索的滑动相关运算结果估计信号功率,最大化输出SINR实现自适应波束形成.计算机仿真表明,最大化SINR波束形成与伪码捕获联合方法的捕获性能更优,在低信噪比和强干扰环境下可以有效实现空间自适应波束形成和快速伪码捕获,并已成功应用于某遥测系统.     

DSSS系统中伪码防错锁技术分析

直接序列扩展频谱技术正被越来越多地应用于各种测控系统中。讨论了发生伪码错锁原因,并在此基础上针对伪码的自相关特性和互相关特性,分析了产生伪码错锁可能产生的影响。根据伪码错锁的原因以及伪码的捕获过程提出了3种伪码错锁的措施,包括选用改进伪码的自相关特性、互相关特性、功率控制技术以及改进伪码的捕获跟踪策略,并对3种伪码错锁措施进行了详细论述。     

航天扩频测控系统中伪码捕获方法研究

 针对航天扩频测控系统的捕获需求,提出一种能够降低谱峰衰减且具有较高频率估计精度的FFT伪码捕获方法.在部分匹配滤波过程中采用汉宁窗对数据加权后再累加,以减小谱峰衰减.采用插值FFT估计多普勒频率,以提高频率估计精度,根据不同测控环境下伪码捕获的特点,分析比较了抛物线插值法和改进的Rife法两种插值算法.理论分析和仿真结果表明,改进方法能够减小FFT输出的峰值衰减,提高多普勒频率估计精度.     

伪码同步技术研究及其FPGA实现

针对扩频通信系统中的伪码同步问题,分析了基于匹配滤波捕获跟踪算法的伪码数字化同步方案.围绕匹配滤波捕获算法的原理和仿真,对伪码捕获跟踪同步算法在FPGA中的具体实现进行了研究.实验结果表明,该同步算法在FPGA上实现简练,性能稳定,能很好满足通信系统对速度和精度的要求.     

基于FFT并行搜索伪码和频偏的快速捕获新方法

无线传感网中节点普遍受资源、成本、功耗的限制,使得节点间通信需满足低资源消耗、大载波频偏、低物理层开销等要求。该文提出利用一套FFT结构并行搜索伪码相位和载波频偏的快速捕获新方法(PSPF-FFT),通过差分处理消除载波频偏影响先进行伪码相位捕获然后再进行频偏纠正,以牺牲少量信噪比为代价来换取资源、平均捕获时间的减少。最后理论分析和仿真验证了新的捕获方法的实用性,与相同平均捕获时间、资源开销的捕获方法相比,PSPF-FFT捕获方法有着明显的性能优势。     

GPS系统中伪码P码基于FPGA的扩展

针对GPS系统使用直接序列扩频调制所使用的精测距码P码,P码具有定位精度高,长周期,结构复杂等的特性,以及其广泛的军事应用.通过对P码的产生原理进行深入研究,采用在Xilinx ISE中使用Verilog HDL语言,对P码产生电路进行硬件实现的方法,产生指定PRN号卫星的P码,通过对生成结果进行验证以及特性分析,以解决GPS中长周期精测距码（P码）不借助导航信息中短周期测距码的引导,实现P码的快速直接捕获的问题.     

基于FFT/iFFT的GPS信号捕获算法研究

利用快速傅立叶变换和反变换（FFT/iFFT）在频域实现循环相关是一种GPS C/A码快速捕获的有效方法,其可以将时频二维的联合滑动相关搜索转化为一维频域搜索,实现了伪码的并行搜索,可以有效地缩短GPS信号的捕获时间。同时,针对弱信号捕获提出了相关和非相干累积的方法,并给出了试验结果。     

伪随机码的盲信源分离方法

根据伪噪声通信及伪随机码的相关特性,提出一种采用盲信源分离方法从伪码扩频信号中分离不同伪码序列的方法,并探讨该方法在CDMA监听系统中的应用。采用该分离方法能快速准确地分离和识别不同用户的伪码特征,来获得该用户的语音或数据信息,具有很好的应用前景。     

利用帧头消除测距时标整周期滑动的方法

在弹载扩频脉冲应答式测距系统中,应答机直接利用捕获脉冲作为时标信号进行测距。此法在高信噪比时测距精度较高,但在低信噪比时,伪码同步脉冲的抖动较大,同时捕获脉冲会产生整数个伪码周期地滑动,导致测距误差较大。为了提高测距精度,提出了一种利用帧头消除脉冲应答式测距时标整周期滑动并降低时钟抖动的方法。在获得伪码捕获脉冲并检测到帧头后,应答机才启动应答信号,可有效降低低信噪比时的测距误差。     

冷启动环境下多卫星信号的联合捕获

针对冷启动环境下多卫星信号的联合捕获算法缺乏的问题,提出了一种复合伪码,部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)以及频谱校正的捕获方法.该方法首先通过将不同卫星信号的伪码相加生成复合伪码,获得对不同卫星信号同时捕获的能力,然后将复合伪码和接收信号进行PMF-FFT运算,实现对多卫星信号的捕获,最后将经过FFT后...     

一种基于数字匹配滤波器的伪码捕获方法

基于匹配滤波器的伪码捕获方法由于其速度优势在直扩通信系统中得到越来越广泛的研究和应用。数字匹配滤波器在基于软件无线电架构的数字通信系统中有很强的实用性。为提高伪码同步性能,提出了一种基于数字匹配滤波器的伪码捕获方法,主要针对载波多普勒频偏较小的应用场合。该方法保留了匹配滤波器捕获方法的速度优势,同时降低了虚警概率,提高了同步精度。该方法已成功应用于某系统。     

小阵面相控阵雷达波束控制系统的实现

对于阵面规模小的相控阵雷达,波束控制系统为了减少设备硬件量,满足快速波束变换的要求,采用集中式控制模式,查表计算的方法来实现波束控制码的运算和状态码的控制。设计中DSP计算查找波控运算基码,FPGA根据基码按阵面排列顺序并行计算各个单元的波控码,有效地降低了波束转换时间。采用DSP和FPGA相结合的工作方式,运算速度快、编程灵活、调试方便,对于分布式波束控制的设计也具有一定的参考性。     

基于DSP/BIOS的数据采集系统研制

针对多模式、高速、大数量采集及网络实时上传的要求,设计专用数据采集系统。硬件上以DM642作为主控CPU,软件上利用其内嵌的DSP/BIOS操作系统调度网络控制任务、数据采集任务、周期触发线程以及硬件中断,并利用网络开发工具包NDK实现TCP/IP协议,完成网络控制和通信。构建可靠的数据传输机制,保证底层高速采集的大数据量快速可靠的上传。最后,用VC开发上位机程序,实现数据处理、显示和故障诊断。实际应用表明该系统运行稳定,满足实时采集的要求。