多普勒频率补偿算法在GPS信号捕获中的应用

在GPS卫星高速运动和地面GPS接收机的移动中,由于卫星和接收机之间的径向速度引起了载波多普勒频移、C/A码的多普勒频移和数据码的多普勒频移,多普勒频移会对GPS接收机的信号捕获产生影响,使其准确度下降。针对上述情况,在常用的相干积分结合非相干积分的GPS信号捕获方案中引入一种多普勒频率补偿算法,并对此算法进行相应的仿真。结果表明该设计方案是可行的,引入的补偿算法能够有效消除多普勒频移对GPS信号捕获的影响,能够实现对GPS卫星信号的多普勒和码相的准确捕获。     

基于改进Fitz算法的多普勒频移估计方法的研究

多普勒频移问题是高速铁路GSM-R无线通信系统需要解决的难点之一,传统的数据辅助算法虽然精度高,但频移估计范围小,在频移估计范围和频移估计精度两者之间很难达到合理平衡;针对高速铁路特殊场景,文章在改进Fitz算法的基础上,采用一种联合估计方法来进行频移估计;首先由车载信息预先估算出频移,并且进行补偿,再利用改进Fitz算法进行第二次频移估计计算;通过Matlab对联合估计方法进行仿真分析,结果表明该方法在增大了估计范围的同时,提高了估计精度,并且运算复杂度低。     

基于自适应滤波器PN码同步和多普勒频移联合捕获方法

近年,基于自适应滤波理论的PN码捕获算法受到越来越多的关注。本文将这种思想用于多普勒频移捕获,提出了一种基于频域自适应滤波器的多普勒频移捕获算法,并进一步推导出了PN码和多普勒频移联合捕获算法。另外,针对传统自适应PN码捕获算法会受到调制数据的影响,提出了一种差分自适应算法,解决了调制数据引起的PN码极性翻转问题,提高了自适应滤波PN码捕获的适用性。最后对所提算法进行了仿真验证。     

一种减小多普勒频移的通信系统仿真

正交频分复用作为一种高效的数据传输方式,它能够提供较高的频谱效率,但相对运动的物体会使信号的收发产生多普勒频移,多普勒频移会影响OFDM子载波之间的正交性,这将严重影响系统的性能。然而在移动速度不变的情况下,高空环境下的多普勒频移变化要小于地面,通过仿真证明高空下多普勒频移对系统误比特率的影响比地面系统降低50%-60%,并使用ACK函数算法证明当多普勒频移大于200Hz时,系统性能显著提升。     

OFDM水声通信多普勒频移采样率转换算法

对于OFDM水声通信系统,传统的基于数据辅助多普勒频移因子估计算法会降低系统的信息传输速率,对接收信号进行采样率转换通常采用重采样的方法,计算量较大。针对上述问题,提出基于过采样技术的多普勒频移因子估计算法及采样率转换算法,通过采用对系统发射信号与接收信号采样点数进行比较的方法,得到多普勒频移因子的估值。在此基础上,利用上述过采样数据和线性插值算法对接收信号进行采样率的转换。理论分析和仿真结果表明,改进算法在保证系统性能的同时,可以大幅减小接收机的计算量,适用于高速实时水声通信系统。     

基于ITS模型的短波宽带信道建模与仿真

短波宽带信道的研究是设计短波宽带通信系统的基础,从上个世纪80年代以来短波宽带信道的探测和建模得到了极大发展,美国ITS组织提出的短波宽带信道模型突破了传统Watterson模型有效带宽仅有12kHz的限制,其有效带宽可达1MHz.为了评估短波宽带通信系统性能,提出一种基于ITS模型的短波宽带信道仿真的实现方法,并利用散射函数对信道传输特性进行了仿真.通过引入平滑滤波算法获得散射函数等高线,对平均延时、延时扩展、多普勒频移、多普勒扩展以及多普勒频移随延时变化的特性进行了定量分析,证明了仿真信道的有效性.     

一种GPS信号多普勒频移的精确捕获算法

在GPS软件接收机的信号捕获过程中,为了能对载波多普勒频移进行高精度测量,为紧接其后的琅踪环提供精确的初始条件,根据短时间内GPS信号的载波多普勒频移不发生突变的特点,提出了一种能对载波频率进行更高精度测量的相位测量方法.本文对载波多普勒频移由粗测转入精测的工作原理进行了详细的理论推导和分析,并与传统的DFT法实现精确频率测量的方法作了比较.最后对两种精测的方法进行了实验测试.结果表明,相位测量方法能精确地测出载波多普勒频移且速度更快,完全能满足后续跟踪环的要求.     

非正侧视机载雷达一种改进的多普勒频移算法

非正侧机载雷达的杂波分布随距离变化而变化,各距离单元的杂波分布不再满足独立同分布条件,导致统计型STAP处理器性能下降。多普勒频移（Doppler Warping,DW）算法沿主波束方向对杂波非均匀进行了补偿,但在其余方向上杂波非均匀依然存在,因而性能较差。提出了一种改进的非正侧视机载雷达杂波抑制算法——修正的多普勒频移法（Modified Doppler Warping,MDW）,先通过多普勒频移法使各距离单元的杂波谱在主波束方向重合,再沿多个多普勒通道使参考单元和检测单元的杂波谱保持一致,进一步消除非正侧视机载雷达的杂波非均匀程度。仿真结果表明,与原有方法相比,该方法的杂波抑制性能有明显提高,且运算量增加不多,是一种具有工程应用价值的方法。     

基于多普勒信息的近程目标参数估计技术

当鱼雷与目标之间存在相对速度时，接收到的回波信号的载频就要相对于原来的发射信号的载频产生多普勒频移，利用多次观测到的回波信号的多普勒频移信息，提出两种可用来进行近程目标参数估计的方法，仿真结果验证了方法的有效性。     

基于多普勒辅助迭代的高速OFDM系统信道估计方法

在高速移动环境下,衰落信道的快时变性破坏OFDM子载波间的正交性并产生严重的载波间干扰,由此提出一种多普勒辅助迭代的信道估计方法。该方法在OFDM符号的适当位置插入导频符号,通过最小均方法迭代估计获得导频位置的信道信息,再由加权的时域插值获得数据符号位置的信道信息。插值加权系数与多普勒频移相关,由接收端的移动速度计算得出。在导频信道信息的迭代估计过程中,将检测到的数据符号作为新的导频信息反馈到导频信道估计模块进行迭代估计。仿真分析表明:在接收机移动速度达到300km/h时,该方法的性能稳定,不受多普勒频移影响,可以给出精确度逼近最佳信道条件下的信道估计结果。     

基于GPS广播星历的载体速度和加速度多普勒测定方法

多普勒频移是GPS接收机的重要观测数据且具有高精度、实时性和不受周跳影响等特点,围绕多普勒观测值开展载体速度和加速度的实时获取方法研究.由于卫星速度和加速度获取的时效性和准确性是制约多普勒计算载体速度和加速度的关键,对广播星历实时计算卫星速度和加速度原理方程进行推导;建立基于广播星历的GPS多普勒计算载体速度和加速度模型后,分别开展静态和车载动态实验,结果表明:基于广播星历的GPS多普勒计算载体速度和加速度算法可满足车载导航精度要求.     

A new Doppler centroid estimation method for high-squint curved-trajectory airborne synthetic aperture radar

ABSTRACT

The average cross-correlation coefficient (ACCC) is a traditional Doppler centroid estimation (DCE) method applied for complex radar data. Though the ACCC method is accurate enough for moving platforms with small acceleration, it cannot be applied for high-squint curved-trajectory synthetic aperture radar because the accompanied larger acceleration will lead to serious Doppler spectrum expansion and result in Doppler aliasing. To solve this problem, a new DCE method is proposed in the paper for the cases with large acceleration. The performance improvement is achieved by employing an additional compensation for the phase and envelope induced by the acceleration. The presented approach is evaluated by the computer simulations.     

高动态条件下BPSK信号载波的同步算法

在诸如火箭、导弹等飞行器的数据传输中,不可避免遇到多普勒频移的影响,多普勒效应将导致收发信号之间频率发生偏移,高动态将产生很大的多普勒频移.并且还伴随不同的加速度,这都会影响载波的同步,通过对锁相环载波同步机理的分析,提出在全数字科斯塔斯环上、改变环路带宽法进行快速、高精度载波跟踪同步,在全数字环中,变带宽法具有结构简单,容易实现的特点,设计了全数字锁相环,进行了Matlab仿真,仿真结果说明该算法是可行的,能够适应高动态大频偏环境下,载波的快速、高精度跟踪.     

WiFi环境下基于CGRU-ELM混合模型的手势识别

针对传统手势识别方法存在的耗能大、部署困难等问题,提出了一种基于WiFi的手势识别方法。通过从WiFi信号中收集到的信道状态信息中抽取多普勒频移组件,解决无线手势识别方法中提取的统计特征与具体手势动作映射关系不明确的问题。同时,提出了一种CGRU-ELM的深度混合模型,对提取到的多普勒频移组件进行特征提取和分类,并对常用的6种人机交互手势进行了识别。实验结果表明,该方法对于以WiFi信号为输入参数的手势识别平均准确度达到了93.4%。     

利用帧头扩展扩频系统多普勒容限的方法

由于伪随机序列具有多普勒频移敏感特性,所以扩频接收机需要在频域和时域同时进行捕获.为缩短捕获时间,可在数据解调支路采用并行多通道进行叉-点积法进行频率估计,但传统的叉-点积法鉴频范围仅为数据速率的1/4,多普勒容限较小.为此,提出了一种利用数据帧头避免叉-点积方法中频率符号反转的方法,可以将数据解调支路多普勒容限扩大一...     

基于卫星定位信号的车辆行驶里程计算方法

本文针对当前各种车联网应用服务中,基于车辆实时经纬度信息的里程计算与统计误差问题,提出一种低采样频率下的车辆行驶里程计算方法.首先对起点进行信任度验证,消除起点漂移带来的影响;然后采用连续大角度过滤、大距离过滤、大速度过滤、大加速度过滤相结合的方法进行噪点过滤;在此基础上,采用速度插值与角度插值相结合的方法对弯道进行里程补偿;另外,针对丢点数据,采用基于路径规划的电子地图调用方式进行里程补偿,进一步提高算法的准确性.经实验验证,在较低的位置信号采样频率下,该方法仍有较高的里程计算精确度和执行效率.     

适用于GPS软件接收机的弱信号捕获方法

为了解决全球定位系统(GPS)软件接收机中弱信号捕获存在灵敏度和运算效率低的问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)改进的差分相干累积算法。通过对去载波后的中频信号进行块累加处理,解决了相干积分时间的限制;根据FFT频移特性,采用多普勒圆周移位搜索替代频率补偿搜索,减少了FFT运算量;同时采用了不同的下变频,降低了频域分量间的损耗;对相干积分结果进行了差分相干累积,相对于传统的非相干累积,提高了信噪比。实验结果表明,该算法在-39dB的低信噪比环境下仍能捕获到所有微弱信号,具有较高的灵敏度和运算效率。     

Alamouti空频码协作通信中的多载波频偏补偿

在协作通信系统中,各节点不同的晶振精度和多普勒扩展会带来多个载波频率偏移（MCFO）,这会急剧降低空频分组码（SFBC）协作系统的性能。分析了频率搬移最佳搬移量,利用Alamouti空频码编解码简单这一特点,提出一种频率搬移和干扰重构相结合的MCFO偏移补偿算法。仿真结果表明该算法可以在较大MCFO范围内得到较好的误码率性能。     

基于STM32的点对点运动控制器设计

提出一种基于STM32的运动控制器,采用S形加减速控制脉冲频率变化,减小系统振动及提高定位精度,采用数据采样插补方法进行轨迹规划,实时迭代算法计算运行速度控制输出脉冲的频率,有效提高了脉冲输出效率;分析了该方法产生的误差,提出误差实时计算补偿策略;实验表明,控制器在点对点的运动中重复定位精度高,稳定性好;该控制器已经成功应用到两轴点对点的运动控制系统中。