星间激光干涉仪中频载波跟踪技术研究

针对星间激光干涉测距系统高动态载波跟踪的需求,提出了一种基于锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的载波跟踪算法,采用改进后的叉积自动频率跟踪环(CPAFC)进行频率牵引,采用科斯塔斯环对载波相位进行高精度跟踪,有效解决了高动态条件下环路跟踪精度和动态适应性能之间的矛盾。基于simulink搭建了模块化仿真系统,对载波环路的性能进行了仿真,结果表明该跟踪环路能够适应±6 kHz/s的环路动态,可用于星间激光干涉仪高动态载波信号的稳定跟踪。     

基于三线法的高动态载波同步方案

针对在高动态下实现载波同步的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)三线谱法和锁相环(PLL)相结合的载波同步方案:首先在利用周期图峰值进行粗估的基础上,根据提出的新的插值公式,利用峰值左右2条谱线的幅度进行细估;再将得到的载波参数作为跟踪环路的引导频率,控制数控振荡器(NCO)的输出频率;最后通过PLL环路的自适应算法实现载波相位的动态跟踪。该方法一方面可使载波参数的实时精确估计能够适应高动态低信噪比的要求,减小了跟踪时间;另一方面在跟踪环路中由高精度的PLL进行相位补偿,二者结合可以满足动态性能和跟踪精度的要求。     

三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

提出了一种基于三维卡尔曼滤波的三阶数字锁频环设计方法,并将该锁频环用于高动态GPS信号的载波跟踪。推导了卡尔曼滤波与数字锁频环之间的等效关系,给出了基于该方法设计的锁频环的等效噪声带宽闭式解,分析了环路的暂态性能和稳态性能。以暂态带宽和均方根频率跟踪误差为性能指标,对基于该方法设计的锁频环和固定增益的数字锁频环进行了仿真对比。结果表明,在具有相同稳态带宽的情况下,两种环路具有可比拟的动态和静态跟踪误差,但基于该方法设计的环路具有较高的初始捕获带宽,环路收敛时间大大降低。     

动态和噪声环境下伪码和载波联合测距算法研究

在分析伪码和载波跟踪环性能的基础上,给出了跟踪环路的最优带宽.根据实时估计的信噪比动态的更新环路带宽,减小噪声带来的跟踪误差.针对载体的动态性利用AFC算法快速得到多普勒频率,并利用载波辅助伪码跟踪环路,可以在较窄的环路带宽下跟踪高动态的扩频信号,从而可以很好地抑制宽带噪声,提高跟踪精度.理论分析和仿真表明,该方法能有效改善环路的动态性能和跟踪精度,满足系统要求.     

全球导航卫星系统矢量载波环的设计与分析

为了减弱在传统跟踪算法中不良通道或者解算错误带来的影响,提出自适应载波跟踪算法.算法的基本思想是通过矢量环辅助标量环而不是完全替代标量环实现信号的跟踪.它在每个跟踪通道里添加一个卡尔曼滤波器,该滤波器利用当前鉴频器输出的频率残差与导航处理器反馈的载波频率进行环路更新;根据两者的方差,自动调节通道滤波器的增益因子,保持更加准确的载波估计频率.不同于传统矢量跟踪算法必须在完成导航解算后才更新跟踪环路,改进算法运行在每个跟踪通道上并根据环路积分间隔更新跟踪环路,因此可以在低解算速率的要求下跟踪更大的动态范围.改进算法结合了矢量与标量环路两者的优势,具有矩阵小和数据处理简单的特点.仿真结果表明,该算法较传统算法提高了信号跟踪的准确性和鲁棒性.     

BPSK调制高动态遥测接收机的设计

针对BPSK调制的高动态遥测接收机的多普勒频率漂移大和码元符号周期随着多普勒变化的问题,提出了一种全数字的接收机结构,研究了载波频率跟踪和码元符号定时跟踪的跟踪算法,指出了跟踪环路的稳定条件.仿真验证了该算法和接收机结构的可行性,结果表明,该接收机在初始频偏23 kHz、加速度20g、载波初始相位π/2、码环初始偏差5...     

高灵敏度微小卫星可变带宽接收机设计

针对微小卫星发射功率低、天线增益小的特点对星载测控应答机提出的高接收灵敏度及高动态范围要求,研究卫星接收机的实现方法.提出一种基于正交欠采样技术及全数字载波恢复环的可变带宽卫星接收机结构.在全数字载波恢复环的实现中,通过相干自动增益控制(AGC)来控制环路带宽,使得在高信噪比下的环路带宽增大,从而获得更佳的跟踪性能;在低信噪比下,降低环路带宽使得接收机有更高的接收灵敏度.经实验测试可知,在250 Hz环路带宽下,接收灵敏度为-144 dBm,动态范围达到80 dB以上.     

适应高动态环境的GPS载波相位估计方法研究

鉴于载波相位观测量可提供高精度定位信息的特点 ,分析了在高动态环境获得载波相位观测量的三种可能方法 ,对三种方法的估计精度和动态跟踪能力进行了比较 .提出了一种适合GPS系统的高动态环境载波相位测量方案 .     

微弱GPS信号矢量频率锁定环设计

载波跟踪环是传统独立式GPS接收机最脆弱的环节,针对弱信号环境下其比伪码跟踪环路更容易失锁的问题,本文给出一种基于矢量频率锁定环(vector-frequency lock loop,VFLL)的载波跟踪方法。给出VFLL理论推导及实现过程,并以最小二乘估计方法证明VFLL在载波跟踪性能上优于频率锁定环(frequency lock loop,FLL)。静止场景时9颗卫星实验结果显示,本文给出的方法能够实现14 d B/Hz微弱GPS信号的载波跟踪。     

基于复子载波信号无模糊跟踪的组合环路设计

复子载波信号是指采用方波复指数函数作为子载波调制的BOC信号,目前已经被广泛应用于全球卫星导航系统。复子载波信号的自相关函数存在多个相关值,在信号同步时会产生信号误捕和跟踪到旁峰的问题。为此,提出了一种适用于复子载波信号的组合跟踪环结构,其中主环采用常规的BPSK-like算法实现信号的初始同步,辅助环分别采用双重估计跟踪算法和旁峰消除算法,与主环共同完成高精度跟踪。首先给出双重估计跟踪算法和旁峰消除算法在此组合环结构下的实现。然后利用仿真数据从跟踪精度和抗多径能力两方面对辅助跟踪环的性能进行分析,并利用实测数据对此环路结构的实用性进行检验。仿真和实测数据跟踪结果表明,提出的辅助组合跟踪结构切实可行并具有较好的抗噪声和抗多径性能。     

基于宽带相关处理的连线干涉测量

载波时延整周模糊解算是目前连线干涉测量（connected elements interferometry,CEI）中的瓶颈问题。针对扩频信号、数传信号等常见的航天器信号类型,提出了基于宽带信号相关处理的连线干涉测量方案。该方案首先通过对宽带信号进行相关处理得到群时延信息;然后再进行载波提取得到载波差分相位信息;最后以群时延进行载波时延整周模糊解算,实现CEI测量。理论分析和仿真结果表明了所提方案的正确性,并对嫦娥二号宽带数据进行处理,得到了载波时延估计,精度较群时延提高了24dB。     

Design and performance analysis of the PQMC-NRCDSK

Aiming at the problems of a low information rate and the poor bit error performance of traditional chaotic keying schemes, a Phase Quadrature Multi-Carrier Noise Reduction Correlated Delay Shift Keying (PQMC-NRCDSK) scheme is proposed. In this scheme, the superposition of chaotic sequence and its time delay sequence is used as the reference signal, and the product of the chaotic sequence and its time delay sequence with data information is used as the information bearing signal. The reference signal and information bearing signal are transmitted by the carrier with different frequencies and quadrature phase, and multiple antennas are used to transmit and acquire signals at the sender and receiver, respectively. The error performance of this scheme in the multi-path fading channel is studied in detail and verified by theoretical analysis and experimental verification. Experimental results show that the theoretical analysis is consistent with the simulation results, and the correctness of the theoretical analysis is verified. The information rate of the PQMC-NRCDSK scheme is higher than that of the MC-CDSK and CDSK schemes under the same carrier number, and is twice as high as that of the MC-CDSK scheme. On the other hand, the error performance of the PQMC-NRCDSK scheme is obviously better than that of the above schemes.     

求解移动基准站GPS整周模糊度的一种方法

移动基准站GPS载波相位差分技术的关键是如何实现可变基线条件下整周模糊度的快速解算。讨论了在基准站和流动站各安装两台GPS接收机或天线,形成动态四边形,利用此条件和已知基线长条件作约束以达到快速确定整周模糊度的目的,设计了检验该技术精度的试验方案,通过自行开发的软件处理了移动基准站GPS载波相位测量数据。结果表明：该技术获得了厘米级的相对定位精度。     

用于高速MB-OFDM超宽带系统的改型双载波调制技术

双载波调制(DCM)是由ECMA-368标准所定义的基于多频带正交频分复用技术的超宽带无线电平台中的调制方案。为了支持1Gbps的数据率,采用改型双载波调制(MDCM)方案,并采用低密度奇偶校验(LDPC)以减少误包率。仿真结果表明,系统在速率为1Gbps下,要达到小于8%的误包率,只需信噪比为11dB。     

基于动态混淆技术的动态图软件水印方案

提出了基于动态混淆技术的动态图软件水印方案,将动态混淆技术和动态图软件水印技术相结合,选用可归约排列图（RPG）作为水印图,嵌入水印程序,通过代码混淆,增加攻击者反编译程序的难度,提高软件水印方案的抗攻击性.将该方案与传统的软件水印方案进行比较分析,结果表明,本方案具有较高的鲁棒性和数据率,且在抵御代码分析方面有明显优势.     

TC-QAM系统中的载波相位恢复方法

针对Trellis Coded QAM（TC-QAM）解调系统中载波相位恢复难、收敛速度慢等问题,提出一种全数字方式实现的载波相位恢复方法。综合应用自动频率控制（AFC）、自动增益控制（AGC）、相位/幅度跟踪、相位模糊检测等算法,在没有任何训练序列的情况下,能准确地恢复调制信号载波相位。软件仿真结果表明,该方法能快速恢复和跟踪载波相位,即使在较低的信噪比情况下,解调系统也能正常工作。     

一种基于声音的信息隐藏方法及其实现

给出了一种基于声音的信息隐藏技术，它采用数字调制技术将低速率数据调制在窄带音频载波中，然后将此信号与背景声音进行混合后发出；接收端将窄带载波滤出，解调后得到所隐藏的数据。由于信号带宽较窄，对背景声音的破坏很小，主观上无法察觉。同时，由于数据包含在声音频带中，且采用了高性能的纠错编码和信号检测技术，所以无论是复制(数字或模拟的)、压缩，甚至经过信道传输(如电话、无线等)等，接收端都可恢复出原始数据。实验结果证实了这种方法的有效性。     

遥测接收机的一种载波频偏抑制方法

讨论了一种PCM/FM遥测数字接收机的载波频偏抑制方法。理论推导证明,在全数字接收机条件下,载波频偏对于理想FM解调输出信号的影响相当于对其进行了幅度调制。因此基于滑窗最大最小值法对鉴频后的信号进行平均包络检测,再从中减去平均包络部分,从而得到频偏抑制后的信号。给出了设计实例和计算机仿真结果,误码率测试曲线表明该方法不但有效,而且能够适应较大的频偏变化率。     

HF信道的OFDM系统联合定时和频移估计技术

提出了1种应用于高频信道的突发方式下的联合同步和频偏估计方案。方案中报头设计在循环前缀的位置使用了新的格式，采用了新的报头方式，在3kHz音频带宽内的仿真表明，方案在中低速率数据传输中具有隐蔽性高、抗干扰能力强等优点，具有广泛的应用前景。     

知识库散货船自动配载系统设计

为保障散货船运输的安全,提高散货船配载的质量、效率和可靠性,结合复杂功能合一理论给出了知识库中规则的形式化设计,通过知识库的指导,利用遗传算法,优化装载方案来控制船舶装货时的强度变化。最终使装货过程中产生的剪力、弯矩对强度的影响最小,知识形成统一的数据结构,得到了优化后的装载结果。散装货船的程序装载结果表明,知识库装货船自动配载系统可优化货船货物装载优化。