基于循环谱的GPS信号快速捕获算法

本文提出了一种基于循环谱理论的GPS信号捕获的新方法。将循环谱理论应用到GPS系统中,采用频域平滑周期图法估计出GPS中频信号的循环谱,分析循环谱的幅度、相位和位置信息,从而实现对其载波频率、伪码速率和初始相位的估计。本文还对伪码速率的估计算法提出了改进。最后,对捕获过程进行计算机仿真验证,证明了该算法的有效性。这种捕获方法避免了多维搜索,很大程度上减小了平稳噪声和干扰的影响,估计精度高,适用于低信噪比情况。     

一种改进的高动态扩频信号捕获方法

针对传统方法对高动态大多普勒信号捕获存在的困难,本文提出的基于FFT的捕获方法,充分考虑了高动态性的影响,改进了接收信号模型,引入了多普勒频率变化率。算法将传统的二维搜索化为了先捕获多普勒频偏及频率变化率,再捕获伪码延时的二步搜索。频偏估计方面分析了匹配傅里叶变换法和延时自相关FFT估计法,码相位估计方面分析了伪码循环相关捕获法,并对两个阶段各个方案的复杂度、抗噪声性能进行了分析和改进,降低了算法复杂度、提高了抗噪声性能,最后用MATLAB仿真验证了方法的正确性和有效性。     

DS-UWB中最大比合并滑动窗信道估计算法研究与改进

本文推导了DS-UWB信道估计中最大比合并(maximum ratio combining)结合滑动窗(sliding window)算法的理论公式,给出DS-UWB系统中最大似然(maximum likelyhood)算法公式并与之比较,经理论分析和计算机仿真证明,在没有码间干扰的条件下,MRC-SW算法等价于一阶ML算法,其性能随着输出端采样频率的提高逼近ML算法.在接收端采样频率一定的条件下,本文还提出了一种通过延迟重复发送导频信号等效提高采样频率的方法,可以在不改变接收端硬件电路的情况下,大幅提高算法性能.     

基于实值MUSIC算法的电力谐波分析方法

现代谱估计方法逐渐被应用于电力谐波及间谐波的超分辨率检测与分析,其中的多重信号分类方法(MUSIC)算法最具代表性.然而,常规谱MUSIC算法在分析电力谐波时必须将实值信号转换为复频率信号,因而计算复杂度较高;此外,其伪频谱的峰值搜索过程也存在着类似栅栏效应,导致其频率分析精度有限.为了改善谱MUSIC算法对电力谐波的分析精度,本文基于子空间分析理论提出了针对实值周期信号的谱MUSIC频率检测方法,推导并给出了其伪谱函数的表达式.在此基础上,还利用Newton-Raphson算法对伪谱峰值进行迭代求精,进一步提高了谐波频率的估计精度.仿真结果表明:实值MUSIC伪谱更能有效区分真实谐波谱峰与噪声伪峰,同时本文方法的计算复杂度远远低于原有复值谱MUSIC算法,而频率估计精度与求根MUSIC算法接近,非常有利于电力谐波参数的准确获取.     

基于空间二次投影的测向算法

在传统波达角估计(DOA)算法中,子空间拟合类算法由于具有分辨率高、测向精度高等特点而被广泛应用。但该类算法在测向时需要预知准确的信源数量,否则将严重影响算法性能。针对在信源数量未知条件下的高精度测向问题,提出了一种基于空间二次投影的测向算法。该算法首先通过向量到空间的投影关系构造一次投影空间谱,再利用空间完备基对空间内向量描述的唯一性进行第二次投影,排除可能出现的伪方位角谱峰,完成波达角估计。计算机仿真结果表明,基于空间二次投影的测向算法无需预知信源数量即可实现对相干信源方位角的准确测算,且该算法在小孔径、少快拍条件下仍然具有较高的空间分辨率及算法稳定性。     

基于改进的PMF-FFT扩频信号快速捕获算法研究

低轨道卫星通信系统存在较大的多普勒频偏,这会使本地伪码与接收伪码同步时的相关峰值急剧下降,从而加大GNSS接收机对伪码的捕获难度,增大系统捕获时间.因此,为实现大多普勒频偏下伪码的快速捕获,研究了通过加窗和补零改进的PMF-FFT捕获算法,并对窗函数进行了改进,以进一步减小扇贝损失.通过对FFT的输入数据加改进窗并补零的方法大大改善了扇贝损失;通过对PMF的输入数据加汉宁窗的方法减小了输出增益的衰减.最后通过理论分析和MATLAB仿真对改进算法进行了性能分析,分析结果表明,在恒虚警概率下,信号检测概率显著增大并且平均捕获时间明显减小,捕获性能明显提高.     

基于APES算法的高精度间谐波检测

针对电力系统中存在的间谐波问题,提出了一种基于APES(Amplitude and Phase Estimation,APES)算法的间谐波检测方法.该方法是在误差功率最小化目标下的非参数估计方法.分析了该方法在加权最小二乘解释及滤波器组解释下与其他谱估计方法的联系,说明了该方法是对信号频率的渐近无偏估计.通过实验仿真对比了在不同采样时间及信噪比条件下APES算法与其他算法的频率估计精度,证明了该方法具有较好的抗噪性及短时间窗估计特性.     

基于APES算法的高精度间谐波检测

针对电力系统中存在的间谐波问题,提出了一种基于APES（Amplitude and Phase Estimation,APES）算法的间谐波检测方法。该方法是在误差功率最小化目标下的非参数估计方法。分析了该方法在加权最小二乘解释及滤波器组解释下与其他谱估计方法的联系,说明了该方法是对信号频率的渐近无偏估计。通过实验仿真对比了在不同采样时间及信噪比条件下APES算法与其他算法的频率估计精度,证明了该方法具有较好的抗噪性及短时间窗估计特性。     

基于全相位频谱分析的正弦信号高精度参数估计方法

对传统频谱分析的输入数据截断方式进行了改进,提出了全相位频谱分析,理论证明全相位频谱分析幅度谱是传统FFT频谱分析幅度谱的平方,可以很大程度上减小频谱泄露,同时,给出了其实现框图.另外.全相位频谱分析方法具有良好的相位分析性能,不受频偏影响,在信号是非整数倍频率采样情况下,由该方法分析的相位与信号真实相位误差极小,无需校正.提出基于全相位相位差法估计正弦信号幅值、频率和相位的新算法,对传统相位差法其序列的取法进行了改进,对单频余弦信号进行非整周期采样,分别用全相位相位差法和离散频谱综合相位差校正法对信号的频率、幅值和相位进行了校正.仿真结果证明该算法参数估计精度高于现有算法,具有较好的实用价值.在无噪情况下参数估计近似为无偏估计,尤其对相位的估计,误差达到0.001%.     

基于四谱线插值FFT的谐波分析快速算法

由于非同步采样和非整周期截断导致快速傅里叶变换(FFT)不能准确地分析出谐波参数,加窗和插值算法经常被用来改善FFT的计算精度。在信号加窗条件下,基于四谱线插值的FFT算法基础上进行快速算法研究。该算法通过分析加窗后信号的频域表达式,利用真实谐波点附近的4根最大谱线值确定实际谱线的位置,对该次谐波进行频率、幅值和相位等参数估计。并且通过多项式拟合的方式推导出了4种典型窗函数的修正公式。根据窗函数主瓣内任意相邻谱线相位相差 的规律,提出一种快速算法,计算某次谐波开方计算量仅需要1次,大大节约了计算复杂度和计算时间。仿真实验表明,四谱线插值算法在拟合阶次较低的情况下,不仅可以获得比常用双谱线和三谱线更高的精度,还具有对偶次谐波检测精度远胜于双、三谱线插值算法的优点。     

Estimation method of DOA for DS-UWB signal

Direction of arrival (DOA) estimation is one of the key technologies in smart antennas in the direct sequence ultra wideband (DS-UWB) system. Traditional DOA estimation methods based on narrow-band signals are not suitable for such system. Therefore, a fourth-order cumulant-based estimation method ofDOA for DS-UWB signal is proposed. This method is set on the frequency domain model of DS-UWB array signal. Simulation results show that the algorithm is effective and can guarantee adequate estimation accuracy. __________ Translated from Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2007, 36(2): 190–192 [译自: 电子科技大学学报]     

直扩通信伪码同步捕获方法的改进

伪码同步捕获是实现直扩通信系统有效传输的关键问题,本文针对在直扩通信中伪码同步捕获速度过快会导致虚警概率增大的问题,研究了伪码捕获的原理,提出了串并混合的捕获方法,并针对此方法的硬件实现,提出了增加辅助电路的方法进行改进伪码同步捕获电路,从而使伪码同步捕获在不改变判别门限的前提下,有效的降低虚警概率,提高了捕获性能.方案仿真结果表明,此方法能够缩短捕获时间,有效降低虚警概率.     

利用部分相关法扩展多普勒容限的方法

由于发射机和接收机的相对运动,在扩频通信系统中会产生多普勒频移,影响伪码和载波的捕获。传统的叉—点积法进行频率估计时,其鉴频范围仅为数据速率的1/4,多普勒容限较小。当多普勒频移超过数据率的1/4时,传统方法估计的频率将发生符号反转,从而输出错误的频率估计。为了提高叉—点积法的鉴频范围,提出了一种利用部分相关法提高多普勒容限的方法,即将相关累加时间变为数据周期的一半,从而将数据解调支路多普勒容限扩大1倍。     

Pseudonoise Signalling for Power Line Carrier Applications

Direct sequence pseudonoise (PN) modulation for power line communications is examined, to overcome narrowband impairments and to provide other operational advantages. Design issues considered include code synchronization means, processing gain optimization, PN code selection, modem impedance level, operating frequency band, and data rates and protocols for various applications. Measurements using a prototype modem on distribution lines show bit-error rates below 10-4 at data rates up to 9600 bits/s.     

扩频导航接收机全数字伪码跟踪环性能研究

针对无线电导航系统中全数字伪码跟踪环路进行了研究,分析了直接扩频序列的自相关特性,给出了伪码鉴相特性曲线,建立了伪码跟踪环路模型,运用不动点理论对鉴相特性曲线中的非线性区域跟踪性能展开了研究,得到了二阶全数字超前-滞后环的环路特性,给出了跟踪环路稳定的参数设计条件和环路最佳收敛时的参数要求,并对不同参数下的伪码跟踪环路性能进行了仿真。仿真结果表明:只有当伪码相位初始误差在收敛域时,跟踪环路才能最终稳定于零,而收敛域的大小则随着环路增益的增大而增大。     

自适应伪码捕获中的一种CFAR检测法

基于传统恒虚警检测提出一种自适应伪随机码捕获系统的删除恒虚警检测概率模型。删除滑动窗中超过预先设置的删除门限的强信号分量,余下的分量取平均形成判决门限,只要删除门限设置合适,该模型抗多径效应的性能便较传统方法有较好改善。分别比较了该新模型与传统模型在均匀噪声和多径干扰下的性能,得到该新模型适用于低信噪比、低耗的快速自适应PN码捕获系统的结论。     

A multitasking software architecture to implement concurrentswitching sequences designed with Petri nets

A software architecture is presented that supports faithful, modular and efficient implementation of a set of concurrent switching sequences in distribution substations specified through Petri nets (PNs). The keys providing speed, modularity and correct PN mapping are a multitasking kernel, a token-player algorithm plus a predicate database, and source code compactness achieved by coloring the PN. The complete software system was implemented on a laboratory prototype similar to an RTU and tested on a distribution substation simulator, exhibiting real-time efficiency and user-friendly man-machine interface     

利用VHDL设计扩频通信系统中Gold码

在目前的扩频通信系统中,伪噪声序列(PN码)起着至关重要的作用.经过调查研究,m序列作为一种性能非常优越的伪噪声序列,在扩频通信中应用非常广泛,由于m序列优选对构成的平衡Gold序列作为扩频所用的PN码更加简单,所以采用以硬件描述语言VHDL为系统逻辑描述方法完成的GOLD码的设计比传统方式更加易于操作.