SFM干扰和高动态环境下DBOC信号的捕获

针对DBOC信号在正弦调频干扰(sinusoidal frequency modulation, SFM)和高动态共存环境下的捕获方法匮乏的问题,提出了一种基于正弦调频变换(discrete sinusoidal frequency modulation transform, DSFMT)结合离散多项式相位变换(discrete polynomial-phase transform, DPT),线性调频Z变换(CZT)的捕获方法。首先对接收到的信号做DSFMT,接着确定干扰位置并置零再做IDSFMT完成SFM干扰的抑制,然后利用定阶算法确定干扰抑制后信号的动态阶数再通过DPT去除其高阶动态项,最后利用CZT算法完成信号的捕获。仿真结果表明,在相同条件下,本文算法的检测概率比DSFMT-apFFT算法提高大约17 dB,比PMF-apFFT算法提高大约30 dB,比PMF-FFT算法提高大约34 dB。      

基于FRFT的双二进制偏移载波信号捕获算法

为了解决传统算法无法实现高动态下双二进制偏移载波(Dual binary offset carrier modulation,DBOC)信号同步的问题,提出了一种离散多项式相位变换(Discrete Polynomial phase Transformation,DPT)与部分匹配滤波器(Partial Matched Filter,PMF)结合分数阶傅立叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的算法。该算法首先通过DPT-FFT方法得到的动态阶数判断接收信号是否需要降阶处理,如果信号带有二阶多普勒变化率,先对信号进行降一阶处理,然后用PMF-FRFT的方法进行捕获。如果信号没有二阶多普勒变化率,只带有一阶多普勒变化率,直接使用PMF-FRFT的方法进行捕获。由MATLAB仿真结果可知,该算法相比DPT-PMF-FFT算法捕获概率有近 9.5dB的提升,并且该算法有效缩短了捕获时间。所以该算法可以较好完成高动态下信号的捕获。      

高动态弱直扩信号的分级捕获算法

针对低信噪比高动态环境下直扩信号经典捕获算法中多普勒频偏估计精度和快速傅里叶变换(FFT)运算量的矛盾,提出了一种基于频偏补偿的两级非相干累加捕获算法。该算法以部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法为单元,首先利用第一级频偏粗估值对多普勒频偏进行补偿,然后通过调整第二级PMF-FFT中部分匹配滤波器长度并利用滑动平均窗对残余频偏进行精估。理论分析和仿真结果表明,与经典捕获算法相比,该算法在FFT运算点数相同的条件下,可以有效地提高多普勒频偏估计精度,并且在高动态环境下具有更好的检测性能。     

高动态直扩信号快捕设计与FPGA实现

为了解决高动态直扩信号捕获速度与资源消耗的矛盾,分析了部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获性能。针对PMF-FFT捕获范围有限且占用硬件资源过多的问题,采用递归折叠匹配滤波器代替常规匹配滤波器的方法大大节省了硬件资源,并行FFT保证了其捕获速度,同时采用扫频方法成倍增加了频偏捕获范围。给出了该方法的FPGA设计结构与实现结果,验证了该方法的有效性。与FFT循环卷积方法相比,在频偏捕获范围一定的前提下,所提方法捕获速度快,占用资源较少,非常适合高动态直扩信号的快速捕获。     

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...     

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。     

一种改进的PMF—FFT短码捕获方法

提出了一种改进的PMF-FFT短码快速捕获方法.该方法将大规模并行相关器与PMF-FFT捕获结构结合起来,利用大规模并行相关器实现接收信号与本地码的分段匹配相关,将部分相关结果进行FFT运算实现对信号载波频偏的搜索,大大提高了PMF-FFT的捕获速度.Matlab仿真结果表明,该方法可以在低的信噪比之下实现对GPS短码的快速捕获.捕获电路的设计基于流水线,资源复用等硬件设计思想,利用较少FPGA资源,在一片FPGA内实现了对短扩频码的实时的快速捕获.     

高动态GPS接收机捕获技术研究简

针对高动态环境下GPS接收机的接收信号同时具有较大多普勒频率及多普勒频率变化率等问题,本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换的捕获方法,有效提高了捕获概率、缩短了捕获时间.该方法首先根据载波多普勒呈现近似线性调频信号的特点,利用分数阶傅里叶变换进行相干积累;其次,采用了一种新的时间频率调整技术,对相干积累的输出结果进行非相干积累,以进一步提高检测信噪比;最后,根据相干积累与非相干积累的特点,采用了一种高效的积累策略.理论分析和仿真验证表明,本文提出的基于分数阶傅里叶变换捕获方法,解决了传统方法在高动态环境下难以对信号进行长时间相干积累的难题,尤其在低信噪比情况下,更好地提高了接收机的灵敏度、缩短了捕获时间.     

基于频域差分的智能电表扩频信号捕获算法

电表信号功耗低、扩频序列较短,因此在低信噪比和多普勒频偏下实现突发信号的精准捕获是接收机设计的重点。针对部分匹配滤波-快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法非相干积累后信噪比增益不足的问题,引入了一种基于频域差分非相干的PMF-FFT算法,消除了非相干平方损耗对捕获增益的影响;进一步结合通信环境提出了一种改进频域差分非相干算法,研究对突发直接序列扩频信号的捕获,实现智能电表接收端无线信号的粗同步。仿真实验表明,在消耗相同计算资源的情况下,改进算法的信噪比增益高于传统非相干积累法。     

分布式MIMO-OFDM系统的同步捕获算法

该文提出了一种分布式多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统初始信号检测和同步捕获算法。该算法设计了导频符号,采用谱分析方法实现可靠的初始信号检测、粗定时和粗频偏估计,并在快速傅里叶变换(FFT)之后进行精确地频偏和定时估计。仿真结果表明,该算法在低信噪比多径瑞利信道条件下具有很好的性能。     

高动态短时突发扩频信号的快速捕获

针对低信噪比和大多普勒频移环境下,短帧突发直接序列扩频通信系统要求在短时间内以很低虚警和漏警概率捕获信号这一难题,设计了仅使用独特码的短时突发扩频信号帧结构,在接收端将扩频码与独特码作为一个复合扩频码看待,提出了基于FFT的高动态突发信号捕获方法,可同时快速完成突发信号检测、扩频码捕获、频偏估计、帧同步检测和位定时捕获等任务。仿真结果表明:该算法能有效消除多普勒频移对短时突发扩频信号捕获性能的影响。     

一种USB测控应答机的健壮捕获算法

在统一S频段（USB）测控应答机中频数字化处理的基础上,提出了一种健壮的相位调制(PM)信号捕获算法。针对USB测控应答机输入信号存在副载波时捕获易于假锁的问题,采用快速傅里叶变换(FFT)与锁频锁相环结合的算法,利用PM信号频谱对称的特点,快速获得残差载波的正确频率,防止捕获到副载波信号或者其他干扰信号上;采用锁频锁相环实现PM信号的精确捕获与跟踪,适应USB测控应答机大动态多普勒变化及高灵敏度的要求。通过仿真试验验证了该方案载波正确捕获的有效性,且接收灵敏度达到-121 dBm。     

一种改进的毫米波引信分数阶频谱细化算法

毫米波线性调频系统普遍采用“差频–快速傅里叶变换(FFT)”进行信号处理,但是当目标与雷达之间存在相对运动时,差频信号包含了目标的距离和速度信息。利用传统的FFT变换进行速度距离解耦合操作,效果并不理想。针对此问题,介绍了分数阶FFT和基于这一变换的调频信号检测原理,提出一种改进的分数阶傅里叶域局部频谱细化方法。仿真结果表明,该频谱细化算法在相同的FFT变换点数下,能够获得更高的频谱分辨率,而频谱分辨率相同时,该算法的计算量更少。     

大动态PCM/FM信号的载波频率同步

针对大动态脉冲编码-频率调制(PCM/FM)遥测信号的载波频率同步,提出了基于快速傅里叶变换(FFT)及频谱重心的载波频率估计方法,并采用了频谱叠加及频谱截取的优化方法提高算法估计精度.相对于其他基于FFT的频率估计算法,频谱重心法有着更高的估计精度及更好的抗噪声性能,而且复杂度代价很小.仿真的均方误差结果表明,基于FFT长度为2048和2块叠加以及保留信号99.9%能量的频谱截取方案有最好的估计性能.在最大多普勒频率、多普勒一阶变化率及二阶变化率分别为0.5倍、0.3倍及0.2倍符号率的大动态条件下,基于频谱重心法的二阶锁频环能够较好地完成载波频率跟踪.误码率曲线表明,经过频偏校正后的多符号非相干解调(MSD)性能与无频偏情况相比,无性能损失.     

循环相关熵谱密度估计高效算法研究

针对循环相关熵谱估计循环周期图检测(CPD)算法存在计算效率低、频谱分辨率低和易产生"频谱泄漏"的问题,该文提出一种循环相关熵谱估计的Correntrogram算法.Correntrogram算法借鉴Wigner-Ville分布(WVD)时频分辨率高的优势,将WVD算法中瞬时自相关函数替换为时变自相关熵函数,即可得到一...