高抗噪性的SFFT-DT快速捕获算法

针对稀疏快速傅里叶变换(Sparse Fast Fourier Transform,SFFT)并行码相位捕获算法抗噪性能较差的问题,提出了一种新的高抗噪性快速捕获算法.该算法依据伪码相关函数峰值唯一的特点,利用降采样快速傅里叶变换(Downsampling Fast Fourier Transform,DFFT)取代了...     

基于频域差分的“北斗”三号信号快速捕获算法

针对“北斗”三号导航信号快速捕获问题,提出了一种能够克服“北斗”三号信号中Neuman-Hoffman(NH)码跳变并提高“北斗”三号导航卫星信号B1I频点信号信噪比的快速捕获算法。该算法基于频域差分非相干的部分匹配滤波和快速傅里叶运算（Fast Fourier Transform,FFT）算法,利用加窗和补零的方式提高FFT的频点分辨率并抑制扇贝损失,通过频域差分的方式弥补相干积分时间短和非相干平方损失带来的信噪比不足。理论分析和仿真实验证明,该算法优于传统非相干积分,能实现“北斗”三号信号的快速捕获。     

一种突发通信下扩频信号捕获及频偏跟踪方法

针对短时、突发式测控系统中直接扩频序列(Direct Spread Spectrum Sequence,DSSS)信号在大多普勒频偏下的即时捕获问题,在研究多普勒频偏对码捕获性能影响的基础上,提出了一种多载波通道并行、时域卷积匹配滤波捕获和基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的载波跟踪方法,该方法结构简单,捕获与跟踪于一体,在FPGA中可以快速实现低信噪比条件下扩频信号的捕获并准确对多普勒频率进行校正跟踪。     

低轨卫星通信信号捕获方法与实现

低轨卫星通信信号特征码较短,在复杂星地信道条件下捕获难度大,而对低轨卫星通信信号的符号捕获同步是实现可靠通信的必要关键技术.基于此,研究了低轨移动通信卫星信号的捕获方法,并在滑动相关搜索技术的基础上进一步优化算法,增加了延迟共轭和基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的峰均比搜索两种...     

GNSS接收机长码快速直捕技术研究与实现

针对全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收机中的长码快速直捕算法,对基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的循环相关算法和多段匹配滤波器+FFT算法的原理和架构进行了详细分析,同时将阵列天线技术应用于GNSS接收机上,提高了低信噪比下的长码直捕性能。在同一个硬件平台上,2种算法都得到了很好的工程实现,并对试验数据进行了分析和比较。结果表明2种算法各有优缺点,在较低的信噪比和高动态的环境下均能快速有效地完成长码的直接捕获,对GNSS接收机的快速定位和导航具有一定的现实意义。     

GLONASS卫星信号捕获研究

介绍了GLONASS卫星信号的组成和特点,分析了卫星导航接收机对卫星信号捕获的串行搜索算法,并介绍了基于快速傅里叶变换的并行频率和并行码相位捕获算法原理。对3种捕获算法的复杂度和捕获效率进行了对比分析,理论结果表明,并行码相位捕获算法效果较好。利用Matlab软件模拟产生GLONASS中频信号,对3种捕获算法进行了仿真验证。实验结果表明,在-25 dB的信噪比下,3种算法均能对1 ms卫星信号进行捕获,并行码相位捕获算法效率最高,与理论结果一致。     

基于分块FFT的CSK调制信号高效解调算法

码移键控(Code Shift Keying, CSK)调制通过增加码相位偏移维度,能够在不改变信号频谱的基础上提高电文速率。由于CSK调制信号在解调时需要计算各种码相位偏移的相关值,因此会显著增加接收端电文解调的复杂度。为了降低CSK信号解调的复杂度,提出了基于分块快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)的高效解调算法。该算法对重采样后的基带数据进行奇偶分块,将传统时域循环相关转换为频域乘积运算,并基于高效的FFT算法达到降低相关值计算复杂度的目的。对于CSK(6,1 023)调制,所提算法需要的复乘法和复加法仅约为传统时域相关算法的17.2%和31.2%,大幅降低了CSK信号解调的计算复杂度。     

基于AD9361星载USB测控接收设备设计

针对星载统一S频段(Unified S-band, USB)测控应答机遥控接收高动态问题,提出了一种USB接收设备的设计方法。该方法基于AD9361+现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)硬件平台,采用并行+串行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)实现信号载波频率捕获,载波环路使用2阶锁频环(Frequency Lock Loop, FLL)辅助3阶锁相环(Phase Lock Loop, PLL)环路进行跟踪,遥控副载波环路采用2阶PLL环进行跟踪。对方法的可行性进行了理论推导,使用Matlab进行仿真,结果表明该方法可以满足多普勒动态不小于32 kHz/s下遥控数据解调要求。     

一种面向深空测距的大多普勒频偏信号捕获算法

在深空测距任务中,高精度的伪码捕获是后续执行伪码跟踪的关键前提.传统基于时频二维搜索的频偏估计算法对于深空测距中频率偏移范围较大的情况难以满足伪码捕获实时性要求.为此,提出了改进的时频二维搜索算法,通过在传统时频二维搜索算法的前端引入快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法对多普勒频偏...     

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。     

级联FFT伪码捕获算法的研究与改进

新一代卫星导航信号体制采用的复合扩频码信号,给信号的捕获带来不利影响。本文深入研究了用于复合扩频码捕获的级联FFT伪码捕获算法,首次推导出算法的数学原理,为算法提供了理论依据。依据算法的数学原理,定量分析了载波多普勒和码多普勒对算法捕获性能的影响。载波多普勒的影响是两级多普勒补偿后的剩余多普勒共同作用的结果,码多普勒将导致算法在弱信号条件下的捕获失效。根据码多普勒的产生机理,结合算法的特点,提出分段码多普勒补偿改进算法,减小捕获性能损失,增加捕获时的能量累加时间。最后对分析结果进行仿真验证,仿真结果表明,算法的性能损失与理论分析结果相互吻合,改进算法能有效性的减小码多普勒影响,实现对微弱导航信号的捕获。      

基于PMF-FFT的扩频信号多通道并行捕获

目前在扩频测控通信系统中越来越多地采用了部分匹配滤波和快速傅里叶变换（PMF-FFT）的方法来实现扩频信号的捕获,这里分析了PMF-FFT实现扩频信号捕获的算法原理、过程和性能,充分利用多通道并行处理架构,提出了基于PMF-FFT的频域（频率分槽）多通道并行捕获和时域（伪码分区）多通道并行捕获两种不同的实现方法,以满足不同的扩频测控通信系统对伪码捕获性能的应用需求。     

一种可克服非相干数据影响的直扩信号捕获算法

本文提出了一种可克服非相干数据调制影响的直扩信号捕获算法.该算法首先通过延迟共轭相乘克服数据位跳变影响,并通过快速傅立叶变换(FFT)计算圆周相关获得接收信号伪码相位的快速预测;然后使用捕获到的伪码相位对接收信号进行解扩,并利用FFT频谱分析完成接收信号载波多普勒频率的捕获.理论分析及仿真均表明,与已有的算法相比,本文提出的算法对数据位跳变时刻不敏感,捕获时间短,适用于非相干数据位调制直扩信号的快速捕获.     

基于FFT的二维并行长码捕获算法

导航伪随机长码周期一般为7天,在时间不确定度为±1 s,码速率为10.23 MHz的情况下,需要搜索码片数最多达20 460 000个,普通方法难以实现短时间内捕获。通过增加硬件资源消耗及减少相干积分时间能加快捕获速度,但由于硬件资源有限,而减少相干积分时间会导致捕获灵敏度降低。为了在有限的硬件资源下,不影响捕获灵敏度而又能快速实现捕获,研究了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的二维并行搜索算法。通过与传统基于FFT的码相位并行多普勒串行搜索及匹配滤波+FFT方法在捕获时间、灵敏度及硬件资源3方面对比,验证了基于FFT的二维并行捕获方法在长码捕获中具有捕获速度快、捕获灵敏度较高、硬件资源的利用更加合理等优势。     

基于FPGA的P码快速捕获模块设计

P码信号主要用于精确定位服务,比C/A码具有更强的抗干扰和保密能力,而复杂环境下弱信号捕获对灵敏度和时间指标提出了更高要求。从研究信号直接捕获算法角度出发,针对弱信号深入研究了基于快速傅里叶变换的频域伪码相位并行搜索的P码直接捕获算法的改进算法——重叠平均法,通过Matlab仿真实验,验证了算法的有效性,同时在现场可编程逻辑阵列中通过新设计思路,实现了该算法的捕获功能,且提高了硬件效率,减少了捕获时间。     

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。     

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。     

一种基于时域滤波的BOC无模糊捕获算法设计

针对二进制偏移载波(BOC)信号进行相关运算时存在多峰的特殊性,设计了一种基于时域滤波的BOC无模糊捕获算法。通过频域分析得到时域滤波器的频率响应,再反推出时域滤波器的系数,构建有限脉冲响应(FIR)滤波器。对不同算法进行仿真,结果证明该时域滤波器能很好地消除BOC信号自相关副峰。降低滤波器阶数,并设计可实现的基于时域滤波和多段匹配滤波器(MMF)－傅里叶变化(FFT)的BOC无模糊捕获算法,仿真分析表明该算法能很好地消除副峰,正确捕获信号。