高动态非线性调频直扩信号的伪码快捕算法

针对高动态非线性调频直接扩频(NLFM-DSS,nonlinear frequency modulation direct spread spectrum)信号伪码捕获的问题,提出一种基于离散多项式相位变换(DPT)的NLFM-DSS信号伪码快捕算法.首先通过瞬态矩确定信号的阶数,并将信号降阶成带残余频偏的直扩信号.然后采用PMF-FFT与功率谱相结合的方法实现伪码快速捕获.给出了基于该算法的信号模型和理论分析表达式,并通过计算机仿真验证了该方法的可行性,在扩频增益为1023时,利用功率谱非相关累积30次,可在信噪比为-20 dB时捕获到伪码.     

基于迭代信息传递技术的直扩信号捕获

随着对直扩系统抗干扰性和隐蔽性要求的不断提高,作为扩频码的PN码序列的周期长度也在不断的增长,因此,如何实现长PN码直扩信号的快速捕获成为系统实现的关键问题之一.针对此问题,提出将基于图模型的迭代信息传递算法(IMPA)应用于直扩信号捕获.直扩信号捕获根据接收信号的信道信息直接生成与接收信号序列粗同步的本地伪码序列,改变了传统捕获方法中本地伪码序列的生成方式,大大缩短了信号的捕获时间.详细说明了基于该技术的直扩信号捕获的实现原理和实现方法,并对基于该技术的直扩信号捕获进行了仿真.仿真结果表明该方法能够在低信噪比下实现信号的快速捕获,而且实现的复杂度较低.     

BD2快速捕获方法的研究与FPGA实现

针对北斗二代B1频点伪码相对较长,传统匹配滤波捕获占用资源过大的问题,在数字匹配滤波器的基础上,介绍一种折叠匹配滤波器结合快速傅里叶变换并行捕获的方法,将传统的多普勒频移和码相位的二维搜索减少为码相位、多普勒频移并行的一维搜索,以此缩短捕获时间和减少资源的消耗。首先对算法的数学模型进行推导,然后对快速捕获的核心模块——sinc内插单元、折叠匹配滤波单元以及FFT谱分析单元的原理和FPGA电路实现进行了详细的论述。最后通过在 Modelsim 软件平台上的验证,证明了该实现方案具有设计合理、捕获速度快和资源消耗低的特点,在应用于北斗信号捕获的同时,还适用于其他系统的伪随机码捕获。     

部分相关与功率谱相结合的伪码快捕算法

针对极微弱动态长周期伪码直接序列扩频信号的捕获问题,提出了利用部分相关和功率谱相结合的方法,进行伪码相位延时/多普勒频偏的快速二维并行搜索.通过部分相关,得到反映多普勒频偏的正弦信号,在低信噪比下,通过功率谱累积平均达到检测微弱信号的目的.该捕获方法在捕获到同步长周期伪码的同时,也得到了多普勒频偏值的近似值.给出了基于该算法的信号模型、捕获方案及性能分析,并在此基础上分析了FFT点数、加窗函数及累积次数对捕获性能的影响.在理论分析的前提下,通过计算机仿真验证了该方法有良好的捕获效果.     

一种节省硬件资源的DFT伪码捕获实现方法

DFT伪码捕获算法在进行伪码搜索的同时估计多普勒频偏,为了满足捕获精度要求,需要增加DFT点数,但随着运算点数的增加硬件实现难度成倍增长.本文提出一种基于FPGA的在不增加DFF点数的前提下实现高精度伪码捕获的方法,详细介绍了如何通过采用查找表和浮动窗等方法在保证系统性能的同时节省资源,通过在FPGA器件中验证表明该方法捕获速度快,精度高,硬件实现简单,占用资源少,有很强的实用价值.     

北斗B1I信号的捕获算法

北斗B1I信号的捕获是北斗2代接收机的核心模块,它是基于码相位和多普勒频移二维搜索的过程.对于捕获模块,通常采用并行码相位搜索捕获算法来实现对空中可见卫星的捕获.针对信号较弱情况下的卫星捕获,采用了非相干累加与并行码相位搜索捕获相结合的方法.测试结果表明,该捕获算法能够有效快速地实现弱信号的捕获.     

多径环境下直扩信号PN码捕获性能分析*

针对多径环境下极微弱动态长周期伪码直扩(DS-SS)信号的捕获问题,拓展了单径环境下基于部分相关值与功率谱累积平均相结合的捕获算法,提出了多径环境下直扩信号的伪码捕获算法。该算法通过部分相关,得到了反映多普勒频偏的正弦信号,然后将部分相关值的功率谱累积平均,从而达到在多径环境下检测微弱信号的目的。给出了基于该算法的多径直扩信号模型,分析了该算法在多径环境下的捕获性能,通过计算机仿真验证了多径环境下该算法的可行性,并对比了多径和单径环境下的捕获效果。     

高动态多普勒条件下伪码快速捕获技术

在扩频通信中,伪随机码的捕获是系统的核心和关键技术.在高动态多普勒存在的条件下,传统的伪码捕获方法捕获时间较长.本文详细介绍了一种基于部分匹配滤波(Partial matched filtering,PMF)与快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)相结合的伪码快速捕获方法,使其对多普勒频移的使用范围大大提高,缩短了伪码捕获时同.最后用Matlab进行了仿真,验证了该方法的正确性和有效性.     

一种基于比特量化的GPS并行码捕获算法

针对GPS L1信号的软件接收机(SDR)的快速捕获问题,设计了GPS信号并行码相位搜索捕获的优化算法.首先分析了FFT并行码相位搜索捕获的理论模型,由本地C/A码功率谱频谱分布特点,使用前半频域范围内的信息,进行算法的初步优化;在此基础上采用比特量化方法量化数据信号,使单个计算机储存单元存储多路二进制量化数据,实现对多路数据的并行处理.实验证明改进的并行码相位搜索捕获算法极大地提高了捕获速度,是改进前的5倍,尽管有较少信号强度的衰减,但不影响捕获的正确性,实现了GPS信号的快速捕获.     

基于并行处理技术的宽带直扩信号捕获方法

针对宽带扩频信号码片码率高达150 Mcps以上,传统扩频快捕处理算法无法适应的技术难题,提出了一种基于信号并行处理技术的快捕算法。算法通过并行NCO(数控振荡器)生成本地伪码、载波,实现600 MHz的等效采样匹配,捕获过程通过内码滑动相关实现内码相位对齐、外码匹配滤波找到外码对齐位置。通过计算、仿真分析表明,本算法资源占用率低、捕获速度快,可实现宽带扩频信号快速捕获。     

联合结构下的快速符号同步和载波同步

为了实现解调中的快速同步,本文给出了一种联合结构下无数据辅助载波同步和符号同步的方法。首先利用前向估测方法对参数进行预估计,在此基础上结合后向反馈方法完成同步。该方法既有较快收敛速度,又有较高估计精度。计算机仿真和实际信号试验结果证实了该方法的有效性。     

GPS软件接收机信号的快速捕获与跟踪

根据GPS软件接收机对数据块进行信号处理的工作方式,研究基于快速傅里叶变换的循环相关法伪码快速捕获与跟踪技术。基于实测GPS中频数据,采用循环相关法在频域计算输入信号与本地信号的相关值,由相位关系得到精细载频。仿真结果表明,该技术能减少运算量,缩短捕获时间。得到的载频能满足跟踪环对频率分辨率的要求。对跟踪结果进行子帧匹配和奇偶校验后,可以获得导航电文信     

GPS 中基于P码的快速直接捕获方法的研究

GPS系统采用典型的CDMA体制,目前扩频PRN码主要是用于标准定位服务的C／A码和用于精确定位服务的P码,而P码的捕获通常是利用C／A码来完成的。为保证扩频信号具有更高的扩频增益、更强的抗模仿和抗欺骗能力,GPS接收机必须实现P码的直接捕获。本文从研究信号直接捕获算法角度出发,提出了一种新的P码快速直接捕获算法,结果表明,该算法较XFAST和均值法扩大了时间覆盖域,提高了捕获效率。     

BSFCoS:基于分块与稀疏主特征提取的快速协同显著性检测

随着图像采集技术的迅速发展,原始数字图像越来越清晰,已有的协同显著性检测方法在处理这些图像时所需的计算机内存也越来越大,并且伴随着很高的计算复杂性,严重影响了人机交互的实时性。因此,迫切需要一种快速的协同显著性检测方法。提出了一种基于图像分块与稀疏主特征提取的快速协同显著性检测方法(BSFCoS)。该方法在将图像均匀分割成若干个图像块的基础上,从Lab和RGB两种颜色空间上抽取底层特征,再使用截断幂(Truncated Power)的稀疏主成分分析方法进行稀疏主特征提取,以达到在最大程度保留原图像特征的同时减少特征点的数量与属性个数的效果。然后使用K-Means对提取的稀疏主特征进行聚类,并在聚类结果的基础上进行3种基于聚类的显著特征权值的计算。最后,将通过特征融合生成的单幅图像显著图和多幅图像显著图进行组合,以生成协同显著图。在Co-saliency Pairs与CMU Cornell iCoseg两个标准数据集上进行了实验仿真,实验结果表明,与其他协同显著性检测方法相比,BSFCoS在保证检测效果的同时大幅提高了针对多幅图像的协同显著性检测的速度。     

快速在体光声计算层析图像重建方法

针对超声阵列式光声计算层析成像技术数据采集量大、成像速度慢的问题,为拓展该技术在血流动力学等领域的应用,提出一种基于主成分分析(PCA)的快速光声计算层析图像重建方法。该方法首先通过部分全采样数据,构建样本图像矩阵;然后,通过矩阵分解运算构建信号投影矩阵;最后,基于该投影矩阵在三倍欠采样条件下快速重建出高质量三维光声图像。在体小鼠背部血管成像实验表明:与传统反投影光声图像重建方法相比,基于主成分分析的光声图像重建方法可将数据采集规模降低约35%,三维图像重建速度提高约40%,实现了三倍欠采样条件下高精度光声图像的快速采集与重建。     

基于BWO的太赫兹快速扫描成像系统设计

搭建了以返波管振荡器(BWO)作为辐射源的THZ透射成像系统,该系统在VC .Net环境下,采用多线程技术集成控制锁相放大器和二维平台,实现扫描控制、信号采集、数据处理、快速成像功能,操作方便快捷,旨在为今后太赫兹无损探测等研究应用领域奠定基础.     

基于伪码自相关特性与三次样条插值的GPS信号快速捕获算法

提出了一种新的基于伪码自相关特性和三次样条捅值拟合方法的GPS信号快速捕获算法.首先通过低频采样序列依据循环相关法求得C/A码相位粗略值;然后根据C/A码相位粗略值得到用于二次捕获的高频采样部分序列,利用伪码自相关特性求得精确C/A码相位值;最后利用三次样条插值法处理相关谱谱峰及邻近数据以进一步提高C/A码相位的测量精度.仿真结果表明该算法具有精度高、运算量小的优点.     

基于数据压缩的二次扩频信号时域捕获方法

提出了一种基于数据压缩的二次扩频信号时域捕获方法,可以在几乎不影响捕获性能的条件下,降低时域捕获的运算量,提高捕获速度。根据传统捕获法中重复数据的特点,本文提出了一种数据压缩方法:首先,利用NCO原理将接收数据按半码片边界进行压缩;其次,根据二次扩频信号中PRN码的周期性特点进行周期压缩;最后,进行二维扩频码相位搜索。仿真结果表明该方法的捕获增益损失很小,并且在很大程度上降低了运算的冗余度。     

基于体感技术的人机交互游戏研究

针对传统陀螺仪定位的精度和稳定性问题,结合加速度传感器和陀螺仪各自的优势,提出一种组合的定位采集方法。在该采集方法中,利用MPU集成模块实现加速度传感器与陀螺仪数据采集的接入;然后通过卡尔曼滤波算法实现数据的融合;平均值滤波实现信号的预处理,最后再通过零速率的基准值动态自校正方法实现对采集到的坐标校正。MATLAB仿真结果表明,构建的体感设备定位采集方法可行,且精度高。     

PF-FICOTA-SENSE:一种MRI快速重构方法

如何实现快速磁共振成像(Magnetic resonance imaging, MRI)是MRI医学图像技术发展和应用的关键, 现有的快速MRI成像技术在成像速度及成像质量方面仍存在很大的提升空间.本文基于Contourlet变换, 对磁共振图像进行稀疏表示, 并结合传统PF-CS-SENSE框架, 提出一种基于Contourlet变换的组合MRI重构方法, 即PF-FICOTA-SENSE.考虑到组合MRI采样模式、低频数据的对称性以及Contourlet能更好地拟合曲线轮廓等因素, 进一步提出一种快速组合MRI方法, 该方法通过将低频部分重建由FICOTA重建替换为直接填零的傅里叶重建, 来实现快速重建.对比实验表明, 无论在MRI重构速度还是重构质量方面, 本文算法均能取得更好的性能.