面向高速移动通信系统的载波同步技术

针对高速移动通信系统大多普勒频偏和导频资源受限条件下的载频同步问题,提出了一种级联递进载波同步方法.首先利用数据帧首尾导频块估计与校正接收信号多普勒频率变化率;然后设计了基于多级自相关运算的高精度多普勒频偏估计模型;最后采用三阶锁相环跟踪剩余的多普勒变化率和频率偏移.仿真结果表明,该方法多普勒频率变化率校正满足载波同步...     

无人机载软件接收机同步方案研究

为确保无人飞机进行稳定的数据传输,该文提出了一种基于部分匹配滤波器和两级FFT的快速同步捕获算法,该算法能在搜索出同步点位置的同时,有效估计载波频偏,且计算复杂度显著下降。在动态环境中,载波多普勒频移变化剧烈,普通接收机跟踪环容易失锁,该文提出了一种基于经验值查表的载波跟踪算法,在锁频环内引入经验值查找表,环路能自适应调整滤波器带宽,任意时刻都能保证高精度跟踪。仿真实验表明,当输入信噪比高于-35 dB,载波初始多普勒频偏在12.8 kHz以内,机动载体相对于卫星转发器的径向加速度为5 m/s2(等效多普勒频移变化速度为180 Hz/s),无人机载软件接收机可以进行稳定的数据传输。     

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。     

数字电视视频广播的关键技术--OFDM及其同步

研究数字地面视频广播(DVB-T)OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)传输系统接收端的同步.根据DVB-T标准和OFDM原理,在FFT前该方案采用多载波系统时域的保护间隔所携带的冗余信息进行粗符号同步和分数粗频偏估计;在FFT后,利用频域插入的连续导频进行整数倍频偏估计、分数细频偏及采样钟偏移估计,利用散布导频实现精符号同步.     

一种适用于高动态的高精度频率估计方法

针对现有无线通信系统面对高动态情况下产生的大多普勒频移,而接收端频率估计精度不高,从而降低后续解调性能的问题,提供一种结合发送端插入导频符号的变采样率高精度频率估计方法,并进行了仿真.仿真结果表明,该频率估计方法可在充分利用时间同步导引情况下,估计精度可达到符号率的2％,多普勒变化率跟踪范围可达到符号率的一半,满足后续...     

一种QPSK信号数字解调大频偏载波恢复算法

在全数字QPSK解调器中,有时存在着相当大的相对载波频偏,导致接收机不能正常工作.针对QPSK信号相干解调中载波同步问题,提出一种采用FFT及锁相环联合提取大频偏信号载波的方法,达到了对大频偏进行有效估计并提取较纯载波的目的.该方法统计性能好,结构简单,可估计的载波频率适应范围大,算法适合数字电路实现.     

一种基于前馈定时的OQPSK解调方法

针对传统的偏移正交相移键控(OQPSK)解调方法中载波和定时同步进行、二者相互制约、调试难的问题,提出一种基于前馈定时的解调方法。采用频域非线性定时估计算法提取定时误差进行基于内插的定时恢复,利用FFT对数据进行载波频差估计,利用2倍数据的Costas环进行载波相位的恢复。该方法实现简单,避免调试中环套环时参数调试的困难。实验结果表明,解调信噪比恶化小于0.5 d B,可以用于指导工程实践。     

OFDM传输系统同步方案简介

本文研究数字地面电视DVB-T的OFDM传输系统接收端的同步。根据OFDM的原理特点和DVB-T标准,设计同步方案。该方案采用多载波(OFDM)系统时域插在循环保护间隔携带的冗余信息进行粗符号和分数频率偏移估计。该方案利用OFDM系统时域插入的保护间隔前缀所携带的冗余信息,进行粗符号同步和分数频率偏移估计。FFT后,再利用频域插入的连续导频进行整数频偏估计,及利用分散导频通过估计信道冲击响应,实现精符号同步。仿真表明,同步设计在加性高斯白噪声信道能达到最佳性能,在慢衰落Rayleigh信道下也有较好的性能。     

OFDM传输系统同步方案简介

本文研究数字地面电视DVB-T的OFDM传输系统接收端的同步。根据OFDM的原理特点和DVB-T标准，设计同步方案。该方案采用多载波（OFDM）系统进域插在循环保护间隔携带的冗余信息进行粗符号和分数频率偏移估计。该方案利用OFDM系统时域插入的保护间隔前缀所携带冗余信息，进行粗符号同步和分数频率偏移估计。FFT后，再利用频域插入的连续导频进行整数频偏估计，及利用分数导频通过估计信道冲击响应，实现精符号同步。仿真表明，同步设计在加性高斯白嗓声信道能达到最佳性能，在慢衰落Rayleigh信道下也有较好的性能。     

一种适用于QAM信号的数字载波估计算法

由于发射和接收机振荡器的不稳定或/和信道的多普勒效应,使载波同步与补偿成为QAM信号接收的关键环节。针对非协作通信中各类载波同步算法只能校正较小的频率偏移的局限,根据QAM信号的基本特点,利用传输符号的统计独立特性,提出了一种新的数字载波频率估计方法。该算法采用开环方式,不需要导频数据,可以估计较大的频率偏移;没有反馈环路,复杂度低,实现起来比较简单。同时,该算法作适当改进,可以直接用于载波的估计。计算机仿真结果表明:该算法可以较好地对各种QAM信号中存在的较大频率偏移进行估计并做补偿;适当改进后可以直接用于估计载波频率,估计效果良好有效。     

航天扩频测控系统中伪码捕获方法研究

 针对航天扩频测控系统的捕获需求,提出一种能够降低谱峰衰减且具有较高频率估计精度的FFT伪码捕获方法.在部分匹配滤波过程中采用汉宁窗对数据加权后再累加,以减小谱峰衰减.采用插值FFT估计多普勒频率,以提高频率估计精度,根据不同测控环境下伪码捕获的特点,分析比较了抛物线插值法和改进的Rife法两种插值算法.理论分析和仿真结果表明,改进方法能够减小FFT输出的峰值衰减,提高多普勒频率估计精度.     

基于多普勒频率与距离数据融合的脱靶量参数估计

该文提出了一种同时应用多普勒频率和距离信息的脱靶量参数估计方法。该方法将多普勒频率信息和距离信息根据测量数据的噪声协方差进行非线性加权数据融合处理,建立相应的最小二乘过程的代价函数并利用非线性优化方法对脱靶量参数进行求解。通过对参数估计克拉美罗界的理论推导说明了该方法相对于应用单一多普勒频率或距离观测量的方法对参数估计性能的改善,并应用数值计算方法对参数估计性能进行了分析,最后通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

多普勒频率变化率快速最大似然估计辅助的高动态载波跟踪环路

高动态环境下接收信号含有较大的多普勒频率及其变化率,传统载波跟踪方法难以在高动态应力和跟踪精度两方面取得较好折中,针对这一问题该文提出一种多普勒频率变化率快速最大似然估计方法,并利用估计值辅助载波跟踪环路。首先指出了多普勒频率及其变化率的最大似然估计可等效采用分数阶傅里叶变换(FrFT)来实现;其次,针对频率及其变化率2维搜索运算量大的问题,提出一种瞬时自相关与分段离散傅里叶变换(DFT)求相位差相结合的频率变化率估计方法,根据粗估值可大大缩小搜索范围;最后,利用估计值辅助载波跟踪环路,降低动态应力,提高跟踪精度。理论分析与计算机仿真表明,在典型高动态参数条件下,输入信噪比为-30 dB时,搜索运算量降为原来的5.25%,输出频率的均方根误差仅为8.46 Hz/s,和传统载波跟踪方法相比,灵敏度提高3 dB以上。     

基于插值的多普勒频偏和频率斜升联合估计算法

为解决卫星移动通信系统中突发传输在低信噪比条件下的载波快速同步问题,该文提出一种基于插值的频偏和频率斜升联合估计算法。先通过对多普勒斜升搜索结合低复杂度频偏估计获得频偏和频率斜升的粗估计结果,再以频率斜升粗估计结果为中心、计算3个频率斜升值所对应的对数似然函数并据此对频率斜升进行二次插值以获得频率斜升估计值,最后在该估计值下计算出对应的频偏估计值,完成频偏和频率斜升的联合估计。仿真结果表明,该文算法的信噪比门限较低,估计性能接近克拉美罗下界(CRLB),而且计算复杂度远低于最大似然估计算法,非常适于实际应用。     

基于线性预测的多普勒频率估计方法研究

PCM/FM是遥测系统中广泛采用的一种编码调制方式。分析了基于DSTFT解调PCM/FM信号时采用逐频点搜索修正多普勒频率的方法存在的不足,提出了基于线性预测的多普勒频率估计方法,该方法通过对单一码元内的数据进行线性预测,扩展了有效数据的长度,在降低运算量的同时提高了频率分辨率。理论分析与仿真结果表明,这种方法能够利用较短的数据完成较高精度的多普勒频率估计。     

基于多普勒耦合估计的弹道目标测距方法

反导预警与空间监视雷达通常采用高频段、大脉宽探测远距离目标,此时距离多普勒耦合对于雷达精确测距有较大影响。同时,距离多普勒耦合的准确修正是稳定跟踪目标的必要条件,然而传统的处理方法不能适用于弹道目标等高机动目标的准确处理。本文提出了基于多普勒耦合估计的弹道目标高精度测距方法：首先采用旁路速度-加速度估计方法求解目标的径向速度,对目标测量距离进行距离多普勒耦合修正,再进行IMM-UKF滤波完成目标距离估计。该方法具有以下优势：利用当前帧的测量数据,同时考虑了目标径向加速度对于耦合的影响,提高了距离和速度的估计精度;相比跟踪时增加测速波形的方法,节约了雷达的资源,同时避免了速度测量与航迹误关联的问题;距离和速度的精确估计能够提升航迹关联成功率。仿真实验中与传统的距离多普勒耦合处理方法进行了比较,实验结果显示该方法大幅提高了雷达测距的精度。     

激光多普勒测速中连续波调频非线性的分析与校正

基于多普勒效应的线性调频激光测速系统的原理是:激光照射到运动目标,引起光束频率发生改变,返回的光束与本振光进行相干混频后得到多普勒频移,进而可以推算出目标的相对运动速度值,但调频的非线性严重影响了测量结果的准确性。仿真分析了调频非线性对测量的影响,调频非线性会使混频后频移产生误差,造成速度测量不准,并且影响速度极性的判断,验证了激光调频线性度对测速有很大影响的结论,并对校正调频非线性提出了可行的方法,完成了调频线性化的矫正,降低了系统测量误差。     

Estimation of doppler centroid frequency in spaceborne ScanSAR

Doppler centroid frequency is an essential parameter in the imaging processing of the Scanning mode Synthetic Aperture Radar （ScanSAR）. Inaccurate Doppler centroid frequency will result in ghost images in imaging result. In this letter, the principle and algorithms of Doppler centroid frequency estimation are introduced. Then the echo data of ScanSAR system is analyzed. Based on the algorithms of energy balancing and correlation Doppler estimator in the estimation of Doppler centroid frequency in strip mode SAR, an improved method for Doppler centroid frequency estimation in ScanSAR is proposed. The method has improved the accuracy of Doppler centroid frequency estimation in ScanSAR by zero padding between burst data. Finally, the proposed method is validated with the processing of ENVironment SATellite Advanced Synthetic Aperture Radar （ENVISAT ASAR） wide swath raw data.     

一种移动环境下的信噪比估计算法及其在多普勒频移估计中的应用

利用移动信道的功率谱特性,提出了一种基于谱分析的平均信噪比估计算法,其实现可以利用FFT(fastfouriertransform),从而有效节省了运算资源。其次结合噪声环境下多普勒频移的理论偏差,提出了基于信噪比估计的改进方法。计算机仿真表明,在一般通信系统的工作信噪比范围,文章的信噪比估计方法具有较高的估计精度,而且基于信噪比估计的改进多普勒频移估计方法在各种移动速度和信噪比下都表现出较高的估计精度。     

OFDM系统中稀疏信道的估计

为了提高信道估计的精确性,针对稀疏信道的稀疏特性,利用处理稀疏信号中的一种算法对稀疏信道进行了估计,与传统的最小二乘法的信道估计性能相比,此种算法有效地降低了多载波间的干扰和多普勒的扩展对信道估计的影响,其信道估计性能有所提高。此方法同最小二乘法相结合,信道估计的精确性和频谱利用率进一步得到了提高。通过计算机仿真验证了该算法的有效性。