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。     

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...     

GPS精频捕获算法的实现

为了提高GPS软件接收机信号捕获的载波频率分辨率。在基于FFT的快速并行码捕获算法中．利用输入信号在短时间内两个不同时刻的相位差来获取更高的频率分辨率。实验结果表明,该算法在不增加捕获时间的基础上确实提高了载波频率分辨率,捕获快速准确,为后续信号的跟踪环节提供了有利条件。     

相干载波存在情况下的Costas环性能

主要给出当输入信号为存在相干载波的合成数据调制信号时Costas环的工作性能 .通过分析环路特性对合成信号中的固定相移和相干载波功率的敏感程度 ,推导数据支路滤波损耗相同条件下环路相位方差最小的传递函数 ,给出了环路相位方差和最佳支路滤波器的数学表达形式 .得出环路相位方差不仅与相干载波和数据调制功率之比有关 ,同时与载波和数据之间的固定相移有关 ,并且 ,当固定相移大于 45°时 ,存在相干载波和数据调制功率比范围 ,使得相位方差急剧增大 ,导致环路无法正常工作的结论 .通过仿真验证了结论的正确性 .该结果将对相干载波存在情况下的具体信号设计有一定帮助 .     

基于自适应抗野值Kalman滤波技术的卫星导航接收机授时方法

在高动态与强干扰条件下,卫星导航接收机码跟踪环路与载波跟踪环路会出现异常抖动进而影响卫星导航接收机的授时精度,针对这一问题提出了一种新的基于抗野值Kalman滤波技术的卫星导航接收机授时方法。该方法可以有效消除码环与载波环的异常抖动对解算出的卫星钟差的影响,并且对连续出现的野值也有很好的剔除效果。同时该授时方法还可以有效地对卫星导航接收机的晶振频率误差进行估计,进而对1PPS(pulse per second)信号发生器的频率控制字进行调整,提高系统的授时精度。经过实验验证,该授时方法可以有效提高卫星导航接收机的授时精度以及授时系统的鲁棒性。     

一种超远程星-地频率相位同步系统

为了解决卫星与地面电子设备之间超远程的频率、相位同步问题,给出了一种基于锁相环技术的频率相位同步接收系统.根据锁相接收机的工作原理,对环路带宽与微波链路传输电平等关键参数进行了设计;基于星-地实际链路的实验方法,进行了验证.实验结果表明,系统锁相接收机的环路噪声带宽约为20 Hz,环路带内10 Hz处相位噪声为-116...     

MIMU辅助旋转弹丸GPS接收机跟踪环路设计

在GPS导航定位系统中,多普勒频移直接影响接收机的跟踪性能.为了克服多普勒频移的影响,对高速旋转的弹载单天线GPS接收机跟踪环路进行了研究.分析了弹丸旋转产生的复杂多普勒频移的影响因素,给出了多普勒频移的数学模型,提出采用MIMU估计多普勒频移的方法设计二阶载波跟踪环路,建立了环路的模型,并对环路的跟踪性能进行了MATLAB仿真.结果表明:MIMU辅助的跟踪环路与无辅助的跟踪环路比较,带宽窄,能有效地抑制噪声干扰,较好地实现了对旋转信号的跟踪.     

宽带数字信道化接收机部分信道重构技术

针对均匀宽带数字信道化接收机无法动态适应ESM系统中LPI等雷达信号大瞬时带宽的问题,采用动态信道化结构保证与接收机输入信号相匹配.在一种无混迭、无盲区的均匀信道化接收机结构的基础上,提出了基于信道带宽内有效频率的部分信道完全重建的动态信道化接收机设计结构,降低了原型分析滤波器的设计阶数和设计参数要求.针对不同综合信道...     

基于信号体制的热噪声模型及对RAIM的影响

针对因信号体制因素带来的传统加权模型偏差问题,通过分析几种典型信号结构在接收机码跟踪环路跟踪精度上的差异性,提出基于信号体制的接收机伪距误差热噪声模型,推导各频点测距加权因子的产生方式.结合传统双频组合噪声方差估计,探讨新模型对加权接收机自主完好性监测(RAIM)性能及定位估计精度的影响.仿真测试表明,采用该模型能够优化提升RAIM故障检测率,提升各频点测距置信度水平,有效地保证定位精度.     

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.     

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.     

全球导航定位系统接收机的跟踪环路带宽设计

为实现全球导航定位系统(GPS)软件接收机对卫星信号灵活稳定的跟踪,采用非相干延迟锁定环和科斯塔斯环来实现伪码跟踪和载波跟踪;选择环路的带宽,利用最优化的设计理念,设计了GPS软件接收机的最优环路带宽,并且根据所估计的信噪比来确定跟踪环路的最优带宽,以达到总的误差最小.采用GPS卫星中频信号采样器采集实际的GPS数据,并通过Visual C及MATLAB进行了仿真实验,结果表明,接收机成功地跟踪上了7路信号,并以通道1中的数据计算出了同相和正交相信号,所设计的搜索和跟踪方法灵活有效,为接收机能够快速地对GPS信号实现捕获和跟踪提供了一定的保障.同时也使得GPS软件接收机对信号处理改用软件来实现,拥有了极大的灵活性.     

基于Costas环的载波同步算法抗I噪声性能分析

Costastg．通常在押制载波的相位调制系统中用于提取参考载波信号,是一种闭环的自动调整系统采用计算机仿真的方法,分析了Costas随机相差与输入载噪比、积分时间,以及环路噪声带宽之间的关系,评估了高斯白噪声对Costas．载波恢复性能的影响.     

正交频分复用无线局域网系统的帧信号检测

为了能够在大载波频偏、多径信道下快速可靠地捕获频分复用(OFDM)无线局域网(WLAN)系统帧信号，提出了一 种低复杂性帧检测器.帧检测被等效为一个含未知参数（噪声功率、信道响应和载波频偏）的假设检验模型，对它应用广 义似然比检验原理，导出了最大似然检测统计量，然后根据帧前导字周期性的特点进行简化，得到帧检测器.该检测器具 有恒虚警、与载波频偏无关、结构简单等良好特性.仿真结果显示，该检测器和常规的自相关检测器相比在漏警概率为 10-4时有大于1 dB的性能改善.     

基于自适应卡尔曼滤波的GNSS矢量锁定环路

为了减小卫星信号信噪比变化对全球导航卫星系统(GNSS)接收机当中矢量锁定环路(VLL)的不良影响,使用一种基于新息的自适应卡尔曼滤波方法对其改进,以实现对VLL滤波器观测噪声协方差矩阵的实时调整．使用后处理软件全球定位系统(GPS)接收机处理信号发生器产生的中频数据以对提出的方法进行验证．实验结果表明,相对于传统标量环路(SLL),基于自适应卡尔曼滤波的VLL可以在信噪比降低甚至可见卫星数目不足的环境下工作,其载波频率跟踪精度及导航定位解精度均优于固定参数矢量环路和传统标量环路．     

平方律定时恢复接收机设计

为了降低信号从发射机传输到接收机而产生的未知时延的影响,在接收机中需要进行定时恢复以降低误码率。设计的全数字平方律定时恢复接收机主要由内插滤波器、平方律定时误差检测、匹配滤波和定时控制单元组成,通过估计定时误差和定时较正2个步骤实现定时恢复。平方律定时误差检测器对经过匹配滤波和采样后的数据提取定时误差,定时控制单元分析误差信号,输出分数间隔和内插基点至内插滤波器,决定内插滤波器的滤波系数。该方法与传统的基于最大似然定时估计和锁相环电路的方法相比具有显著优点,可以完全采用软件实现定时恢复。以四相相移键控（QPSK）信号为例进行了仿真验证,仿真结果表明上述方法可以很好地解决定时恢复问题,较传统的科斯塔斯环解调性能优越,并可降低系统的实现成本。     

非理想NNC-DFH接收机抗部分频带干扰性能分析

为改善差分跳频系统的抗部分频带干扰性能,提出一种噪声归一化合并差分跳频接收机模型.采用矩生成函数法推导了非理想噪声功率估计条件下系统误符号率的联合上界.将信道建模为瑞利衰落信道,同时考虑了加性背景热噪声的影响.数值和仿真结果验证了理论分析的正确性.研究结果表明:在噪声估计不存在严重偏差时(估计误差因子满足0.1<λ<3.0),噪声归一化合并差分跳频接收机在最坏部分频带干扰下的性能优于乘积合并和线性合并差分跳频接收机,且当噪声估计值略低于理想估计值时(0.2<λ<0.6),系统误符号性能优于理想噪声估计条件下的误符号性能.     

新一代卫星电视标准中解调算法的研究

通过分析8PSK调制方式的载波恢复、定时恢复算法,提出了一种适用于新一代数字卫星电视
标准DVB-S2的全数字解调算法,改进了相位频率检测（PFD）算法以适合于8PSK解调。载波恢复采用频率
检测（FD）和相位频率检测相结合的结构,跟踪范围超过1倍符号率。采用Gardner TED算法进行定时恢复
。通过分析及计算机定点仿真,确定了解调系统中各环路的最优参数,并给出在AWGN信道条件下的误符号
率曲线。仿真结果表明,提出的解调结构性能接近于理论值,且在该解调系统中所采用的算法均易于硬件
实现。     

扩展卡尔曼滤波估计载波参数的算法研究

提出了一种在接收信号幅度未知的情况下进行载波参数估计的扩展卡尔曼滤波算法,该算法把信号幅度及伪码自相关的乘积作为一个独立变量和载波相位、频率一起组成状态向量进行扩展卡尔曼滤波。理论分析表明该算法本质上是具有可变增益的幅度锁定环和相位锁定环的联合估计,并给出了稳态时环路闭环传输函数和等效噪声带宽的解析表达式。仿真结果表明该算法在高低信噪比下,均具有较高的估计精度和较快的收敛速度。