北斗信号快速捕获研究与仿真

捕获速度和捕获多普勒误差影响着北斗接收机的工作性能,北斗信号导航电文的高数据率使传统通过加长快速傅里叶变换(FFT)数据长度来精细化多普勒频移估计的方法不再适用.在研究北斗信号结构和并行码相位搜索捕获原理的基础上,利用FFT对北斗信号实现快速捕获,根据信号相关幅值与多普勒频移估计误差的关系,采用曲线拟合对多普勒频移进行精细化估计,提高了北斗信号的捕获性能.利用采集的北斗导航模拟器信号和MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果表明,在1 ms相干积分时间下,并行码相位搜索捕获算法成功捕获到全部卫星信号,经曲线拟合精细化之后的多普勒频移估计误差小于50Hz.     

以太网数据包捕获与转发技术

数据包捕获技术在网络安全领域中应用十分广泛,网络入侵检测系统、协议分析软件、防火墙等都需要捕获数据包。本文研究了linux和windows环境下的数据包捕获技术,给出了几种数据包捕获方法,并提出了使用SOCK_PACKET和原始套接字转发数据包。其中,还给出一个在windows下使用winpcap和Jpcap捕获数据包的编程方法。     

转发式北斗导航卫星信号性能评估的研究与实现

北斗一代在使用过程中存在隐蔽性不良,定位实时性差等问题,为了实现北斗导航信号的性能评估,相对于以往的硬件形式,如硬件接收机、频谱分析仪、矢量网络分析仪等,提出了以软件接收机的方法对北斗导航信号进行性能评估;首先分析了转发式北斗导航信号评估的意义、内容与方法,并采用软件接收机的形式进行评估;然后研究了转发式北斗导航的信号性能评估关键技术,给出了捕获、跟踪、评估参数计算的程序流程;最后根据实测数据在Linux高性能集群系统上进行了测试验证,实现了北斗导航信号的捕获、跟踪以及评估中的评估参数计算;测试结果表明,文章中的设计方法可实现北斗导航信号性能的评估,效果良好,评估内容、指标易于调整,便于软件算法参数的测试、升级,可为后续的卫星导航信号评估以及算法测试等提供了一定的依据。     

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.     

补偿码多普勒和本地钟偏的GNSS弱信号捕获

弱信号捕获是全球导航卫星系统(GNSS)领域的研究难点之一.已有的弱信号捕获方法,仅考虑了码多普勒的影响而忽视了本地钟偏的影响,且在码多普勒补偿过程中需要频繁更新本地码表,导致运算量过大.为解决上述问题,在分析了码多普勒和本地钟偏对弱信号捕获性能影响的基础上,提出一种同时补偿码多普勒和本地钟偏的弱信号捕获新方法.改进方法在降采样环节补偿码多普勒,无须频繁更新本地码表;在非相干累加环节补偿本地钟偏,提高了捕获性能.测试结果表明,与已有方法相比,改进方法不仅显著降低了运算量,还可实现更高的捕获灵敏度.     

PF_RING高效数据包捕获技术研究与设计

对PF_RING高效数据包捕获技术进行了研究,基于PF_RING技术设计了数据包的捕获算法并予以实现,通过实验对PF_RING技术和目前广泛应用的Libpcap技术进行了性能对比。实验结果表明,该算法提高了数据包的捕获性能。     

基于相干累加北斗弱信号的改进捕获算法

针对北斗弱信号,采用相干累加的方法进行捕获,并在此基础上对其进行改进。与比特跳变估计算法相比,该算法在不剔除比特跳变数据块的基础上,将积分时间延长至20 ms,提高了数据利用率。仿真结果表明,本文的方法能够捕获到信噪比低至-38 d B的北斗弱信号,且具有较高的捕获概率。     

卫星信号捕获跟踪仿真与卫星授时的实现

卫星授时,就是指通过卫星发射或转发高精度标准时间信号的时间同步技术。文中首先分析了卫星定位和授时的原理。因为授时需要对卫星信号捕获跟踪,但由于实际的卫星不受我们控制,所以用Matlab程序通过合适的算法和参数产生仿真卫星信号,并对仿真卫星信号进行捕获跟踪处理。最后,实验中采用TD3020T模块等软硬件搭建基于北斗二代卫星的授时系统,授时系统捕获跟踪到了实际卫星报文信息,并用编写好的Matlab程序对报文信息分析处理得到纳秒级精度的标准时间信号,实现了基于北斗二代卫星的纳秒级精度授时系统。     

基于LPC2129定时器捕获功能的车速信号采集系统

介绍了LPC2129单片机定时器的捕获功能,以及在车速信号采集中的应用。设计了车速信号采集系统的软硬件,应用一种基于周期法的车速采集算法计算车速。提出的车速采集方法,无论在低速测量还是高速测量,都可较好地兼顾测量的精度和实时性,为进一步研究整车动态性能提供保证。通过对上车实验采集数据与车速表读数比较,结果证明了硬件设计...     

DS/CDMA系统扩频序列的捕获技术

扩频伪码相位的捕获技术是扩频通信的关键技术之一。在直扩扩频伪码序列的相位捕获原理基础上,结合在实际系统中的应用条件,详细分析了相位捕获的方法、性能特点;最后给出了两个在实际系统中比较成功的捕获电路,并对其工作过程进行了完整的分析说明。     

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.     

捕获算法对比研究

弱信号捕获是信号同步的关键技术,随着卫星导航应用范围越来越广,低信噪比下的信号捕获算法已经逐渐成为了捕获技术研究的热点。文中对低信噪比下的弱信号捕获算法进行了模型描述和性能定量分析,主要对相干积分算法、非相干积分算法和差分相干积分算法的处理增益及其对应的检测性能进行了理论分析和仿真比对。仿真结果表明,差分相干积分算法具有良好的处理增益性能,且对数据位跳变不敏感,适用于低信噪比下的信号捕获。     

新的全球定位系统弱信号高灵敏捕获算法

通过对弱信号条件下的全球定位系统(GPS)捕获算法的分析,建立了相干累加—非相干累加结合捕获算法的信号模型及检测概率模型。为了提高强弱信号并存时GPS卫星信号的捕获性能,提出一种采用序贯概率比检测方法的GPS捕获算法。对该方法和相干累加—非相干累加算法的检测概率、时间复杂度进行了分析比较,并进行了仿真验证。通过理论分析和计算机仿真,证明该方法在保证较高检测概率性能情况下,可以有效地缩短强弱信号并存时的检测时间,提高对GPS弱信号的捕获性能。     

北斗B1频点中频信号仿真系统设计

北斗卫星导航系统是我国自主研发的全球卫星导航系统,属全球四大卫星导航系统之一,开展对北斗信号调制体制及北斗信号的研究具有重大意义。由于北斗卫星导航系统目前处于建设阶段,无法满足全球导航的实际应用需求,且基带信号处理中需要的动态航迹及弱信号环境下卫星中频信号不易获取。为解决此问题,通过对北斗B1频点信号体制及实现方式进行研究,对中频信号进行建模,进而对北斗B1频点中频信号仿真系统进行设计实现。仿真系统可完成基于设定卫星、航迹、载噪比、仿真时间的中频信号仿真并保存,为北斗基带信号处理提供可重复使用的中频数据。     

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。     

基于虚拟仪器技术的信号采集与分析系统的研究

应用LabVIEW开发平台,设计了基于声卡的虚拟信号采集与分析系统,并对信号采集性能进行了实验研究。构建的信号采集与分析系统具有信号采集、分析、波形显示、存储等功能。所设计的采集软件操作方便、交互性好,并且可以根据用户的需求进行功能扩充,为低成本下构建数据采集系统提供了一种思路,可以应用到语音识别、环境噪声监测和实验室测量等多种领域,应用前景广阔。     

基于PMF-FFT的北斗B1I弱信号捕获算法研究

北斗B1频点信号中,由于NH码调制的影响,使得相干积分时间限制在1 ms,因此,在弱信号条件下,使用传统的捕获方法将无法捕获到卫星信号.针对B1I信号特点,提出了弱信号的捕获算法,该算法以PMF-FFT为单元,采用改进的相干积分的算法并结合差分相干积分算法捕获北斗信号,改进的相干积分算法可以克服NH码调制的影响,而差分相干积分相对于非相干积分算法可以降低平方损耗.仿真实验结果表明,当取改进相干积分次数为10,差分相干积分次数为3时,该算法能够成功捕获信噪比为-37 dB左右的微弱信号.     

利用无线传输的BDS--R土壤湿度反演系统

针对野外地区土壤湿度监测时间长、数据采集量大的需求,提出了基于无线传输的BDS—R土壤湿度反演系统。以UM220—III N和GPRS DTU为核心构建了北斗信号数据处理与无线传输模块,将圆极化天线采集的北斗信号数据处理成NMEA 0183格式串行数据,并经GPRS与Internet传送至COMWAY无线串口服务器,再通过Microsoft Visual Studio 2008软件构建的数据存储软件提取服务器上的数据,并保存至本地磁盘。选取了连续1个月的北斗C05卫星信号信息进行反射系数法反演土壤湿度实验,反演结果与原位湿度值相关系数达0.69,平均相对误差为16.86%,表明系统工作可靠性强,适用于长期远距离的野外地区土壤湿度反演。     

A Survey of Simple Geometric Primitives Detection Methods for Captured 3D Data

The amount of captured 3D data is continuously increasing, with the democratization of consumer depth cameras, the development of modern multi‐view stereo capture setups and the rise of single‐view 3D capture based on machine learning. The analysis and representation of this ever growing volume of 3D data, often corrupted with acquisition noise and reconstruction artefacts, is a serious challenge at the frontier between computer graphics and computer vision. To that end, segmentation and optimization are crucial analysis components of the shape abstraction process, which can themselves be greatly simplified when performed on lightened geometric formats. In this survey, we review the algorithms which extract simple geometric primitives from raw dense 3D data. After giving an introduction to these techniques, from the acquisition modality to the underlying theoretical concepts, we propose an application‐oriented characterization, designed to help select an appropriate method based on one's application needs and compare recent approaches. We conclude by giving hints for how to evaluate these methods and a set of research challenges to be explored.     

基于机载1394B总线采集系统的SIPI仿真激励研究

为解决1394B总线信号完整性与电源完整性仿真中的激励问题,探究机载总线测试设备工作中的最坏工作环境,围绕最坏情况激励进行了研究;基于同步开关噪声原理,通过将不同占空比选通波产生的激励导入3种机载1394B总线采集模块的仿真环境中,研究不同选通波占空比对系统输出眼图的影响;在原有总线采集模块仿真环境中,1/2占空比的选通波产生的结果激励相比于3/4占空比的情况,输出眼图的眼高减少85 mV,眼宽减少3.56 ps;在不同电源网络传输性能和信号网络传输性能下,1/2占空比选通波产生的激励都为最坏情况激励;研究成果可为国产化高速总线采集板卡的集成设计提供借鉴,并为总线采集过程中的故障排除提供思路。