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。     

实现高动态捕获的匹配滤波器设计

文章分析了可适用于高动态情况下的捕获方法一匹配滤波器法。对匹配滤波器的具体设计方法进行了分析说明,同时对其捕获的动态范围及提高灵敏度的措施进行了详细说明。文章对于准备采用匹配滤波器法实现高动态捕获的设计人员具有一定的指导意义。     

基于匹配傅里叶变换的高动态载波捕获技术

文中根据高动态信号的特点,采用匹配傅里叶变换来估计载波的多普勒频偏和线性调频率。仿真结果和分析表明匹配傅里叶变换对高动态信号的捕获具有较好的效果,并进一步提出改进算法,采用变采样处理技术与＂变中频滤波器＂相结合的方法更快速、更准确地对高动态信号进行捕获。     

高动态环境下高阶双二进制偏移载波信号的精确捕获

针对高动态环境下双二进制偏移载波(DBOC)调制信号无法精确捕获的问题,该文提出一种基于部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。又针对捕获过程中相关损失和扇贝损失引起的检测性能降低问题,提出一种改进的捕获方法。该方法首先利用离散多项式相位变换(DPT)去除接收信号的高阶动态项,然后针对DBOC信号重新设计PMF-FFT算法;最后利用频谱校正法对FFT后的功率谱最大值进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该方法将检测概率提高了2 dB左右,并且有效缩短了捕获时间。     

基于FFT校频的分段匹配滤波器性能分析

为了对动态PN码捕获中使用的分段匹配滤波器的设计进行指导,在建立其数学模型的基础上,分析了分段数、FFT点数与载波频偏对滤波器性能的影响。结果表明,增加分段数可以减小载波频偏对相关峰的影响;增加FFT点数可以提高频偏校正的精度;在环境噪声为高斯白噪声情况下,存在最佳的分段数和FFT点数组合,可以用最小运算量达到最佳捕获效果。     

PN码捕获中部分相关器长度的确定

在大多普勒频移环境下,使用一组部分相关器结合快速傅里叶变换进行伪码捕获,可以将码相位-多普勒频率的二维搜索降为一维搜索,大大减少了捕获时间。基于部分匹配滤波器（PMF,Partial Matched Filter）-快速傅里叶变换（FFT,Fast Fourier Transform）的PN码捕获中,部分相关器的相关运算会使滤波器的频幅响应产生衰减。这里推导了相关损失与相关器长度和多普勒频移的关系,为分析捕获系统的捕获范围和选取相关器长度提供理论依据,同时给出选取分段相关器长度X值的方法。仿真表明给出的选取X值的方法是可行的。     

低轨卫星直扩通信系统快速码捕获算法的设计

直接序列扩频用于低轨卫星通信可以解决抗敌意干扰问题,但多普勒频移下码捕获是需要解决的关键技术。基于离散时间信号处理分析了多普勒频差对码捕获性能的影响,给出部分匹配滤波器与FFT结合的码捕获算法原理。针对大频差、长地址码直扩系统的快速码捕获问题,提出了一种二次部分匹配滤波器与FFT结合算法的实现方案,在考虑捕获性能与实现复杂度之间的折衷上,具有很强的灵活性。     

基于PMF-FFT改进的捕获方法

在北斗或GPS定位系统中,噪声环境下的快速捕获是信号处理的重要环节。提出了一种基于PMF-FFT改进算法的信号同步捕获方法,可以在硬件资源有限的情况下提高多普勒频偏估计精度,并在不增加FFT点数的条件下减少相关增益存在的损失,该改进算法综合考虑了捕获时间和硬件资源的消耗占比,优化了算法结构。对仿真结果做了分析,结果表明能够有效增加捕获概率,减少捕获时间。     

一种用于GPS信号快速捕获的自适应算法

采用聂孟-皮尔逊准则,以发现概率为性能指标,对基于FFT非相干累加的GPS信号捕获算法的性能进行了详细的理论推导,给出了该种方法的理论性能上界, 提出了一种用于快速捕获的高效自适应算法,并通过系统仿真对理论结果进行了验证.对实际情况中概率分布的合理近似使理论分析过程得以简化,并使判决门限可根据噪声方差及累加次数进行自适应调整的算法可以直接应用于实时GPS接收机的设计.     

软判决多步法相关攻击在PN码快速捕获中的应用

针对非协作接收的扩频通信系统,低信噪比情况下长周期且生成多项式抽头数较多的扩频码的快速捕获问题一直是研究的重点和难点。本文借鉴密码学中密钥攻击基本思想,提出一种基于软判决多步法快速相关攻击的长周期扩频码快速捕获新算法。通过将PN序列看成线性分组码,将序列相位捕获看成线性分组码的解码,采用软判决方法进行分步串行译码,充分利用序列本身的软信息,实现低信噪比情况下长周期扩频序列的快速捕获。理论分析和仿真结果表明本文算法与多项式抽头个数无关,具有较好的捕获性能,能够在低信噪比下稳定工作;与硬判决相关攻击方法相比,本文算法大约有3.5dB以上的性能提升。      

基于FFT的GLONASS中频信号快速捕获算法

为了提高GLONASS中频信号的捕获速度,根据GLONASS信号捕获的特点,引入离散傅里叶变换进行相关运算,实现并行捕获。实验利用实际采集的GLONASS中频数据,将传统的串行捕获算法与基于FFT的快速捕获算法在Matlab上进行了对比。实验结果表明,基于FFT的快速捕获算法大大提高了运算速度,减少了捕获时间,捕获方法也得到改进。     

基于PMF—FFT的PN码捕获方法及性能

在高动态通信系统中,由于载体的相对运动,使载波附加了较大的多普勒频移。使用一组部分相关器结合快速傅里叶变换进行伪码捕获,可以将码相位-多普勒频率的二维搜索降为一维搜索,大大减少了捕获时间。文中讨论了该方法部分相关器长度和FFT点数对捕获性能的影响,推导相关损失与最大多普勒频移和相关器长度的关系,为分析捕获系统的捕获范围和选取相关器参数提供依据,给出两种确定分段相关器长度X的方法。最后仿真证明在PN捕获的同时该方法能够准确估计多普勒频移。     

基于Walsh变换的GPS C/A码快速捕获算法

根据m序列的相移组合多项式,给出Walsh序列与m序列行对应关系的计算方法.利用Walsh序列与Gold序列的映射关系,提出利用移位相加电路减小矩阵运算量的方法,解决Gold序列的快速相关运算问题.采用连续帧相关的方法,消除导航信号符号跳变对相关运算的影响,同时,针对GPS卫星码字的特点,提出了一种多星捕获方法,利用第...     

高动态信标信号的数字FLL技术研究

针对低载噪比条件下高动态信标信号的频率跟踪,分析了传统锁频环的性能及其在低载噪比下的应用局限,进一步给出了基于快速傅里叶变换（FFT,Fast Fourier Transform）鉴频的二阶锁频环设计方法,实现了低载噪比下的载频快速捕获与跟踪。计算机仿真结果表明,输入载噪比为35 dB/Hz、采样率为4 MHz的条件下,基于FFT鉴频的锁频环对高动态信标信号的捕获时间小于0.2秒。