基于PMF-FFT的时频域双并行捕获

为了解决传统的PMF-FFT( Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获算法在信号捕获方面的不足,提出了一种新的基于PMF-FFT的时频域双并行捕获方案。对PMF加改进的汉宁窗,通过调整窗系数,选择最优化的参数,减小了捕获系统输出增益的衰减。利用FFT频谱分析的特点,对FFT的输入进行合理补零,输出加改进的汉宁窗,调整窗系数,基本上消除了扇贝损失。理论分析和MATLAB仿真结果证明,该方案在尽量不增加系统复杂度的情况下提高了捕获速度和频率估计精度,能够适应多普勒频偏较大的扩频伪码快速捕获。     

宽带扩频信号的并行结构捕获设计

针对宽带扩频信号码片速率高达180 Mcps以上,传统扩频捕获算法无法适应的技术难题,提出了一种基于并行处理结构的伪码捕获算法。详细阐述了宽带扩频信号接收机的并行结构下变频、匹配滤波和基于FFT的并行处理结构的伪码捕获算法的设计实现方法,并且对该捕获方法的性能进行了仿真,解决了宽带扩频信号捕获的硬件处理速度难题;为了满足低信噪比时的捕获要求,将IFFT输出的对应位置的时域值进行非相干累积,以改善伪码捕获算法的性能。仿真结果表明,该算法可实现宽带扩频信号的快速捕获,且有良好的抗噪声性能。     

基于PMF-FFT的高精度伪码捕获算法

针对低信噪比、高动态环境下传统的伪码捕获算法捕获概率较低的问题,提出一种高精度的时频联合两轮频偏校正捕获算法.算法以两级PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获单元为模型,在不增加FFT点数的前提下对第一级增加差分相干累积模块提高信噪比,并运用时频联合频偏估计分别对信号进行两轮频偏校正,第二级输入经加窗处理,同时适当增加PMF长度,进一步提高捕获精度.理论分析和仿真结果表明,该算法与传统的PMF-FFT算法相比,有效地提高了多普勒频偏估计精度,且系统在低信噪比、高动态条件下捕获概率得到提升,具有良好的捕获性能.     

扩频信号基于FFT码捕获的计算量分析

扩频通信技术中信号的捕获是扩频体制的关键.从快速捕获的角度出发,对传统捕获方法和基于FFT的快速捕获方法的原理进行了对比,并对不同捕获方法的计算量进行了分析和比较.获得基于FFT的循环相关捕获方法其计算量比传统方法少了3个数量级以上的结果.得到该方法在硬件实现中与传统滑动相关法相比大大节省了资源,减少了耗时的结论.     

基于PMF-FFT的高动态长伪码捕获实现

针对突发扩频通信系统中高动态条件下长码捕获实现困难的问题,提出了一种基于部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。介绍了PMF-FFT捕获算法的原理和基于PMF-FFT的捕获过程,给出了包括FPGA芯片选型和板级设计在内的硬件平台设计。详细给出了算法的FPGA实现,重点对匹配滤波器和并行FFT模块的算法优化、工作原理、参数选择以及具体的程序设计进行了说明。Matlab仿真结果表明,基于PMF-FFT的捕获方法在高动态条件下能够实现长码的高概率捕获,最后在硬件平台上进行了FPGA程序捕获性能的测试验证,测试结果与仿真结果基本一致。     

基于压缩感知的扩频信号统一捕获技术

为了应对不同的任务模式,新的测控体制不断涌现,多体制信号捕获技术成为研究热点。直接序列扩频和跳频扩频是当前扩频测控系统中最常见的2种信号体制,二者之间存在一定的差异,采用现有的接收设备会存在实时性受限、载荷负担重和采样压力大等问题。在基于压缩感知原理的直扩、跳频捕获技术的基础上,构建了压缩感知扩频统一捕获接收框架,利用不同的稀疏矩阵、观测矩阵和捕获算法作为参数对不同体制的信号进行表达,实现信号捕获。统一捕获实现过程运用复用、优化的设计思路,节省了逻辑资源,降低了算法复杂度。仿真分析表明,提出的统一接收框架能有效地捕获接收扩频信号,相较于软件重载的捕获方法在对信号捕获的实时性上具有更加优异的性能。     

基于PMF-FFT的星载扩频通信系统捕获算法

针对传统捕获算法在星载扩频信号上捕获性能的不足,提出了一种基于分段匹配滤波器和快速傅里叶变换的高动态快速捕获（Partial Match Filter-Fast Fourier Transform,PMF-FFT）算法。在详细分析了PMF-FFT的数学模型和改进方法的基础上,对PMF模块和FFT模块分别加调谐系数为1.712的改进窗,大幅度降低了捕获系统的输出增益衰减和扇贝损失,并且算法捕获时间缩短至45 ms。在基于XC7V690T的星载应答机上对该算法的捕获性能进行验证,结果表明,改进后的算法将在大多普勒下的捕获时间缩短至2 s。     

高动态低信噪比下扩频信号捕获算法研究

分析了高动态对扩频信号捕获的影响因素,针对低信噪比、高动态的双重条件对捕获时间的严格要求,提出了一种基于二次捕获的高动态低信噪比下扩频信号快速捕获方法,能够缩短捕获时间,快速进行扩频伪码相位、载波多普勒频率以及载波多普勒频率变化率的捕获.     

一种基于多通道并行接收的同步捕获及速率判决方法

现有技术在处理多通道并行接收数据的同步捕获时,通常采用全精度计算,由于计算复杂,通常需要消耗大量的片上资源,当数据为多通道并行接收数据时,其资源消耗通常是单通道资源消耗的整数倍,这导致了在资源紧张的情况下捕获过程无法正确实现。为了解决以上资源消耗问题,提出了一种基于多通道并行接收的同步捕获及速率判决方法,在利用较少硬件资源实现多通道并行捕获的同时,基于快速速率识别算法,实现速率识别。     

一种利用压缩感知改进的PMF-FFT扩频捕获算法

为了实现直接序列扩频（DSSS）信号快速捕获的同时降低数据量和硬件资源消耗,引入了压缩感知理论改进部分匹配滤波-快速傅里叶变换（PMF-FFT）算法,提出了基于压缩感知改进的部分匹配滤波-快速傅里叶变换（CSPMF-FFT）算法。该算法将PMF-FFT算法与压缩感知理论相结合,先对信号进行稀疏性分析和压缩观测,然后从少量压缩观测值中重构信号,并利用输出的峰值信息估算信号的多普勒频移和码相位,从而实现捕获。理论分析和仿真实验表明,相较于PMF-FFT捕获算法,CSPMF-FFT算法能在成功完成捕获的同时有效地减少相关器的数目和FFT变换的运算量,从而降低系统数据量和硬件资源压力,为基于压缩感知的扩频信号处理技术研究奠定了基础。     

高动态短时突发扩频信号的快速捕获技术研究

针对传统伪码捕获结构在处理高动态突发信号时存在的局限性,提出了一种基于载波信号功率谱特性的快速捕获电路结构,通过计算解扩信号功率谱最大值与次大值的比值,并将该比值与判决门限进行比较,从而判断捕获成功与否.采用Welch算法改进信号功率谱的方差特性,计算机仿真结果验证了该算法能够完成高动态环境下短时突发扩频信号伪码的快速捕获.     

基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获

DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)扩频信号捕获相对直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)需要更多维度的搜索,捕获电路复杂。针对现有DS/FH扩频信号捕获算法复杂度高、电路结构与波形参数强相关,以及通用性差、灵活度低的问题,提出了一种基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获方法,利用双缓冲补零(Double Block Zero Padding,DBZP)缓冲单元与预解跳单元的灵巧结合,将时域-频域-多普勒域高度耦合的扩跳频图案搜索进行降维分离,在保证积分增益的同时降低了捕获实现的复杂度。数值分析与仿真结果表明,所提方法兼顾了捕获性能与运算资源,相比现有基于预解跳方法的DS/FH扩频信号捕获算法的运算量减小了50%。     

Spread Spectrum PN Code Acquisition Using Hybrid Correlator Architectures

A hybrid correlator architecture is described which combines the serial structure of an active correlator with the parallel structure of a matched filter correlator. The mean PN code acquisition time performance of this hybrid serial-parallel correlator structure is analysed. Results are shown which compare the acquisition performance of the serial, parallel, and serial-parallel structures. The results are for a PN code length of 64 code chips and assumes a Gaussian channel with the receiver detection threshold set to obtain a constant false alarm rate. An enhancement to the serial-parallel acquisition algorithm is also described which can increase the acquisition time performance by about 15% for typical operating conditions. Overall the results demonstrate that the hybrid correlator can provide rapid code acquisition with a limited receiver complexity.     

直接扩频码捕获技术的研究

直接扩频通信技术由于其优越的抗干扰能力和通信信号隐蔽性,尤其是其同频多址能力在现代通信中应用越来越受到重视,其关键技术是扩频码的捕获。首先分析了现有的几种捕获方法的原理与优缺点,进而在传统滑动相关法的基础上提出了一种新的捕获方法,对此方法进行了详细地论述和数学分析,并将他与传统滑动相关法做了比较。分析结果表明,此方法在不降低捕获精度的情况下,捕获时间大为缩短。     

扩频通信系统中基于预处理的编码捕获方法

针对传统的编码捕获方法的不足,文中提出了一种改进的捕获方法。该方法利用扩频序列的循环相移特性,来消除调制信息以及随机数据影响。同时,为了改善接收信号的信噪比,通过采用反馈电路的方法,来抑制噪声干扰。理论分析和仿真实验均表明：文中提出的改进的捕获方法能够明显的改善捕获系统的正确检测概率和虚警概率,提高系统的可靠性。     

电力线通信中扩频捕获跟踪技术

文中针对电力通信中,载波频率不高,传输信息量较少的特点提出一套数字化扩频通信捕捉,跟踪方案,结合现代通信技术与数字信号处理技术,对传统的扩频通信进行改进,有效提高其传输准确率。     

扩频信号的捕获与跟踪

针对直接序列扩频信号,介绍了其发射和接收部分基本组成,给出了系统接收部分的具体设计框图。重点讨论了对扩频信号的捕获与跟踪的方法,其中包括扩频码的捕获与跟踪以及载波的捕获与跟踪。对各模块的性能进行了分析,提出了在高速信号处理板(以FPGA和DSP为基础)中对扩频信号的捕获与跟踪的实现方案。经工程验证,能够实现伪码同步和载波同步,解调出所需信号。     

Non-Supervised Learning for Spread Spectrum Signal Pseudo-Noise Sequence Acquisition

An idea of estimating the direct sequence spread spectrum (DSSS) signal pseudo-noise (PN) sequence is presented. Without the apriority knowledge about the DSSS signal in the non-cooperation condition, we propose a self-organizing feature map (SOFM) neural network algorithm to detect and identify the PN sequence. A non-supervised learning algorithm is proposed according the Kohonen rule in SOFM. The blind algorithm can also estimate the PN sequence in a low signal-to-noise (SNR) and computer simulation demonstrates that the algorithm is effective. Compared with the traditional correlation algorithm based on slip-correlation, the proposed algorithm's bit error rate (BER) and complexity are lower.