高动态短时突发扩频信号的快速捕获技术研究

针对传统伪码捕获结构在处理高动态突发信号时存在的局限性,提出了一种基于载波信号功率谱特性的快速捕获电路结构,通过计算解扩信号功率谱最大值与次大值的比值,并将该比值与判决门限进行比较,从而判断捕获成功与否.采用Welch算法改进信号功率谱的方差特性,计算机仿真结果验证了该算法能够完成高动态环境下短时突发扩频信号伪码的快速捕获.     

高动态突发扩频通信中伪码和多普勒频移的快速捕获

在高动态突发扩频通信系统中,要求接收机在很短时间内实现伪码和多普勒频移的快速捕获。目标的高速运动使接收机基带信号中存在较大的多普勒频移。针对伪随机序列相关峰的多普勒频移敏感特性,分析了多普勒频移对伪码捕获和数据解调的影响,提出了采用单通道匹配滤波进行伪码捕获,采用三通道并行相关器搜索多普勒频移的接收机捕获方案。该方案可有效减少硬件资源消耗,同时缩短捕获时间。     

深空通信中基于FFT的高动态扩频信号的捕获

在深空通信中，航天器的高动态性使扩频信号引入了高Doppler频移，给捕获造成了巨大困难。针对如此之大的Doppler频移，提出了一种新的捕获方案，即基于FFT算法实现对Doppler频移进行一定程度的补偿，将沿码相位一Doppler频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索；重点分析了深空通信环境中高速长PN码的捕获性能。理论分析和仿真结果表明，该方法大大缩短了捕获时间，是一种性能优良的伪码捕获方法。     

高动态短时突发扩频信号的快速捕获

针对低信噪比和大多普勒频移环境下,短帧突发直接序列扩频通信系统要求在短时间内以很低虚警和漏警概率捕获信号这一难题,设计了仅使用独特码的短时突发扩频信号帧结构,在接收端将扩频码与独特码作为一个复合扩频码看待,提出了基于FFT的高动态突发信号捕获方法,可同时快速完成突发信号检测、扩频码捕获、频偏估计、帧同步检测和位定时捕获等任务。仿真结果表明:该算法能有效消除多普勒频移对短时突发扩频信号捕获性能的影响。     

基于FFT伪码快速捕获方法及其性能分析

针对大频偏下高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,提出了一种新的捕获方案,即基于FFT算法实现对多普勒频移进行一定程度的补偿,解决了高动态环境下伪码序列的快速捕获问题。实验结果表明,该方法可以很好地实现高动态扩频信号的捕获,并可以有效地节省硬件资源。     

一种新的基于FFT的高动态扩频信号捕获方法

由于传统的伪码捕获方法对高动态大多普勒信号捕获困难,提出了一种基于FFT的并行搜索多普勒频偏和伪码相位的快速捕获方法.该方法考虑了高动态下多普勒频率的变化率,先通过延时自相关捕获并补偿多普勒频偏及其变化率,再使用FFT伪码循环相关捕获码相位,最后用MATLAB进行了仿真,验证了该方法的正确性和有效性,该方法适用于大多普勒频偏范围和快速捕获要求.     

高动态扩频信号的载波跟踪技术研究

针对高动态环境下扩频信号的载波捕获与跟踪问题，本文分析了多普勒频移对锁相环、锁频环以及环路滤波器设计的影响，以及高动态环境中载波快速捕获问题，在此基础上提出了一种数字复合软环的设计方法，计算机仿真结果表明这种数字复合软环能有效地解决载波快捕与精跟踪的问题．     

高动态扩频信号的载波跟踪技术研究

针对高动态环境下扩频信号的载波捕获与跟踪问题,本文分析了多普勒频移对锁相环、锁频环以及环路滤波器设计的影响,以及高动态环境中载波快速捕获问题,在此基础上提出了一种数字复合软环的设计方法,计算机仿真结果表明这种数字复合软环能有效地解决载波快捕与精跟踪的问题.     

高动态环境下C/A码的捕获策略

在GPS中需要用到伪随机码对导航电文进行扩频。如果GPS接收机想要获得导航电文,首先要对接收信号进行解扩,而对伪随机码的捕获又是解扩的关键。民用GPS接收机所要捕获的伪随机码是C/A码,减少对伪随机码的捕获时间是C/A码接收机的一个重要性能指标。在高动态环境下,需要对C/A码的相位和多普勒频移进行二维搜索。提出了一种高动态环境下的C/A码捕获方案,通过理论分析和仿真,证明了该方案有效地缩短了伪随机码的捕获时间,提高了接收机的实时性。     

一种基于相关运算的快速码捕获方法

在多普勒频偏很大的情况下,传统的捕获方法往往耗时很长。传统的捕获方法是直接对采样信号进行FFT变换。提出了一种基于信号相关值的FFT快速捕获方法,该方法结合了直扩系统的信号特点和数字信号处理技术,通过对多个子相关器输出值进行FFT变换,同时测量多个多普勒频偏估计预值,并依据峰值最大所对应的频率估计值对本地载波频率进行调整。而且该方法为全数字方法,可以用FPGA、DSP等处理芯片方便地实现。最后给出了计算机仿真结果,并根据仿真结果分析了该方法的平均捕获时间,其性能优于传统的捕获方法。     

扩频信号基于FFT码捕获的计算量分析

扩频通信技术中信号的捕获是扩频体制的关键.从快速捕获的角度出发,对传统捕获方法和基于FFT的快速捕获方法的原理进行了对比,并对不同捕获方法的计算量进行了分析和比较.获得基于FFT的循环相关捕获方法其计算量比传统方法少了3个数量级以上的结果.得到该方法在硬件实现中与传统滑动相关法相比大大节省了资源,减少了耗时的结论.     

DS spread spectrum signal acquisition using adaptive threshold techniques

Initial synchronization (i.e. acquisition) of the spreading wave-form is a significant problem in spread spectrum system design. In this paper, adaptive threshold techniques are employed in a serial search acquisition scheme for direct sequence (DS) spread spectrum signals to improve the mean acquisition time of the system. Two approaches for adpative threshold modelling are presented, analysed and compared, namely the sample test approach and the probability-of-error approach. The results show that, using an adaptive threshold, a significant improvement may be achieved in the mean acquisition time for a certain range of interference-to-signal ratios (ISRS). The type of interference assumed is narrowband interference, from which DS spread spectrum systems suffer most, in addition to additive white Gaussian noise (AWGN). © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种利用压缩感知改进的PMF-FFT扩频捕获算法

为了实现直接序列扩频（DSSS）信号快速捕获的同时降低数据量和硬件资源消耗,引入了压缩感知理论改进部分匹配滤波-快速傅里叶变换（PMF-FFT）算法,提出了基于压缩感知改进的部分匹配滤波-快速傅里叶变换（CSPMF-FFT）算法。该算法将PMF-FFT算法与压缩感知理论相结合,先对信号进行稀疏性分析和压缩观测,然后从少量压缩观测值中重构信号,并利用输出的峰值信息估算信号的多普勒频移和码相位,从而实现捕获。理论分析和仿真实验表明,相较于PMF-FFT捕获算法,CSPMF-FFT算法能在成功完成捕获的同时有效地减少相关器的数目和FFT变换的运算量,从而降低系统数据量和硬件资源压力,为基于压缩感知的扩频信号处理技术研究奠定了基础。     

高动态环境下扩频系统的快速同步方案

提出了一种应用于高动态环境下扩频系统的快速同步方案,通过优化帧结构设计,利用PN序列自相关达到快速的帧捕获,通过对鉴频环路的结构修改,采用FLL和PLL协同工作的方式,利用四相鉴频器跟踪频率变化,进行大频率搜索;利用叉积自动频率跟踪算法联合Costas环作为载波跟踪算法;环路滤波器采用扩展卡尔曼滤波技术,在提升信号捕获速率的同时,降低噪声的影响,提高捕获精度。经仿真验证,可以在相对较低的复杂度下获得良好的性能。     

信号采集及频谱显示方案的研究与实现

文章讨论了在嵌入式领域实现信号采集及频谱显示的两个常用方案:数字信号处理器(DSP)方案和现场可编程门阵列(FPGA)方案.综合分析了这两种方案的优缺点.详细介绍了具体的FPGA实现方法.系统采用模块化设计.所有的功能模块都用Verilog HDL语言描述,具有自主的知识产权.仿真综合结果表明.系统能满足高速信号采集和频谱显示的要求.     

一种快速的DS/FH混合扩频信号捕获方案及其性能分析

为了提高DS/FH混合扩频信号的捕获速度,提出了一种将DS/FH信号中三维搜索转化为二维搜索的快速捕获方案。通过对搜索过程的详细分析,推导出在单、双驻留条件下的平均捕获时间数学表达式以及高斯信道下系统的检测性能计算公式。理论推导与仿真结果表明:相对于传统的捕获方式,该方案有效地缩短了系统的平均捕获时间,具有更强的抗噪性能,适用于存在较强噪声的复杂通信环境。     

多频段高动态信号载波频偏捕获方法研究

研究了多频段高动态信号载波频偏问题,分析了多频段给频偏捕获带来的困难,针对低数据率、大载波频偏的情况,讨论了抽取倍数对捕获范围和精度的影响,并提出对于不同频段,通过改变相应的抽取倍数来满足不同的频偏和精度,再进行最大功率搜索法估计频偏的捕获方案。仿真结果表明,与传统方法进行比较,该方案在低信噪比下条件下估计性能更好,能够适应UHF和S频段,在数据率9.6 kb/s的条件下,估计精度在UHF频段下为300Hz,在S频段下为600Hz。     

扩频体制低轨卫星通信信号捕获与跟踪系统设计

针对扩频体制下低轨卫星信号的捕获及跟踪等系统设计实现问题,根据卫星信号模型进行了捕获及跟踪算法设计,重点对基于快速傅里叶变换的快速捕获算法、锁频环、锁相环和码跟踪环路进行了设计,并进行了工程系统实现。试验验证表明,该系统可以实现码分多址体制低轨卫星信号捕获、跟踪处理,工作性能参数满足系统需求。     

扩频通信系统中一种改进的快速编码捕捉方法

针对扩频通信系统中传统的滑动相关捕捉法对于较长的刚码序列编码捕捉时间较长的问题，提出了一种改进的编码捕捉方法，该方法采用三条相同支路同时搜索的方式来实现PN码的快速捕捉，不仅不受PN码长度限制，而且电路实现简单，可以有效的降低虚警概率。理论分析和仿真实验均表明：提出的改进方法大大缩短了系统的捕捉时间。