基于ABPSK的自适应盲同步载波恢复算法研究

卫星通信作为大有发展前途的通信方式之一,在全球范围内得到了广泛的应用。针对卫星通信中由于多普勒频移造成的大频偏无法利用相位处理直接完成的问题,本文提出了一种基于ABPSK调制方式的自适应盲同步载波同步算法,包括载波频偏估计算法和载波相位估计算法。该算法利用前向载波频偏估计开环与载波相位估计闭环校正,完成载波频率的快速捕获和载波相位的跟踪。利用ADS软件进行理论分析和计算机仿真表明,该算法简单有效,运算量小,便于用FPGA器件来实现,适用性强。     

高阶正交调幅载波恢复算法的研究

设计了一种适合于高阶正交调幅(quadrature amplitude modulation,QAM)信号的载波恢复环路结构。此结构从减小相位抖动和增加频率捕获范围的角度出发,采用双模载波同步,且环路带宽可控制的载波恢复环路。在鉴相阶段引入带加权的判决导向(decision director,DD)算法,从而获得快速的载波恢复性能。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性,可以在较大频率偏移条件下快速实现高阶QAM载波相位精确跟踪,频率偏移估计范围可达0.3符号率,同时证明该算法也同样适用于十字型QAM信号。     

基于二次解重扩算法的全球卫星导航系统抗干扰误差分析

为了提高全球卫星导航系统(GNSS)干扰控制的情况下对载波相位测试造成的影响,提出了一种基于二次解重扩算法的GNSS抗干扰误差分析方法。对卫星信号载波频率进行了精确估计,同时利用该频率完成二次解重扩计算,有效降低抗干扰处理过程产生的相位偏差。仿真实验分析得到:通过一次解重扩处理再以频率精估方式获得的载波频率可以达到所需的估计性能。DR会引起较大载波相位误差,利用频率精估方法得到准确频率估计值之后,可以有效缩小重扩信号和卫星接收信号载波频率的差异性。当阵列误差增大后,由PI引入的载波相位测量误差也明显增加,MVDR算法也会因为阵列误差而产生载波相位测量误差。     

一种基于载波相位测量的阵列天线自适应校正技术

针对卫星导航阵列抗干扰处理过程中的阵列校正问题,本文采用一种基于载波相位测量的阵列天线自适应校正技术。利用阵列天线各阵元分别接收同一颗卫星信号,分别进行捕获、跟踪、观测量提取等,获取指定卫星各通道载波相位,求取载波相位差,计算各通道间误差,对阵列天线幅相不一致性进行校正,从而降低幅相不一致性对抗干扰算法性能的影响。相比于传统阵列天线自适应校正算法,具有以下优点：1）可针对每颗卫星进行单独校正;2）可综合校正射频通道不一致性、天线阵子安装误差、AD采样不一致性造成的通道相位不一致;3）可实时对卫星来向的通道误差进行校正。仿真证明,该方法具备较好的幅相误差抑制效果。     

高速卫星通信中全数字载波同步算法的研究

为满足在高速率卫星通信中全数字化中频解调的要求,对全数字化载波同步算法进行了深入研究,根据奈奎斯特采样定理以及中频采样定理,分析了利用高速中频调制BPSK/QPSK信号恢复本地同步相干解调载波算法的可行性。同时给出了全数字锁相环算法及720MHz中频调制信号下全数字载波同步算法的设计与实现,对其关键组成模块:鉴相器、数控振荡器和环路滤波器等给出了详细的设计方法,并最终使用MATLAB对算法进行了功能仿真,仿真结果表明该算法能够很好地实现数字解调端的载波同步功能,能够完成1MHz以内频偏锁相的功能,相位误差较小,达到了卫星通信系统接收端载波同步的性能要求。     

一种QAM载波相位盲识别算法的研究与实现

载波相位同步是全数字QAM接收机的关键技术之一,本文首先介绍了一种新的基于最大似然估计的载波相位盲识别算法,然后用Matlab语言对该算法进行了仿真研究,最后用Verilog HDL语言实现了载波相位同步模块的FPGA设计.对于包含差分编、译码的QAM系统,利用该算法不需专门设计同步头即可为正确解调提供稳定可靠的载波相位同步信息,并且该算法省去了FFT变换,只在时域处理,结构简单,方便用FPGA实现.经实际验证,该算法已成功应用在SDH数字微波通信系统的64QAM解调器中.     

GPS载波跟踪环设计

本文实现了一种基于科斯塔回路(Costa)的GPS载波跟踪环硬件设计。该设计首先采用数字混频器使中频信号与GPS本地数字频率合成器产成的同相和正交信号进行混频,然后经过低通滤波器滤除高频分量,再通过基于CORDIC算法的反正切电路计算出频率偏差。最后用频率偏差去修正本地数字频率合成器的输出频率,以达到消除多普勒频移,跟踪载波频率相位的目的。文中详细介绍了各个模块的设计思路以及实现,并进行了仿真。仿真结果表明,该设计具有良好的实时性和精确度。     

π／4 DQPSK解调算法的研究与仿真

针对数字通信系统中符号间干扰（ISI）问题,提出了一种适用于π／4 DQPSK解调的自适应盲均衡和载波恢复算法。T／4 CMA盲均衡器利用接收信号的所有采样点进行迭代,解决了采样相位敏感的问题;改进的载波恢复算法简单易于实现,减小了接收机设计的复杂度和难度。仿真结果表明,这种算法复杂度小、性能好,具有一定的实用价值。     

多源相位控制自适应跟踪算法研究

为了改善频率源的相位噪声，本文提出一种频率和相位相同的独立源合成的方法。由于硬件的不一致性，独立源之间存在一定的相位差，所以合路频率源的相位噪声不接近理论值，甚至恶化。在本文中，从数学上证明了将频率和相位相同的多个频率源信号结合起来可以改善频率源的相位噪声的可行性，并利用MATLAB进行理论仿真；针对两个频率源相位的相位差或不同步问题，提出了一种自适应跟踪算法来实现两个频率源之间的相位同步，最后给出该算法理论仿真结果。从理论证明和仿真结果中分析，合成频率源信号的相位噪声得到提升，相比与初始频率源的幅度提升了3 dB;本文提出自适应跟踪算法可以控制两个初始频率源的相位差小于10°,达到预期效果。     

一种基于径向基神经网络的PLL控制研究

电网并网时需要控制电流与电网电压同相位.介绍了一种基于人工神经网络的用于相位跟踪的PLL控制方法,即把RBF网络的算法加入锁相环中.具体是将电网电压作为期望输出值,将输入电流作为训练样本,通过神经网络的自我学习,逐步减小样本输出与期望输出之间的误差,实现对期望输出的同步和跟踪.用MALAB电力系统仿真工具箱进行了数字动态仿真,并从仿真结果可以看出,系统跟踪性能很好,并且有较强的自适应能力.     

一种改进的GBAS地面站MRCC故障监测算法

地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS)是支持飞行器精密进近着陆的有效手段,完好性监测算法的设计是保障飞行安全的关键点与系统设计的难点,多参考接收机一致性监测(MRCC)通过B值计算与故障监测流程可排除校正中产生很大误差的接收机信道,保证GBAS地面站发送差分修正量的可靠性.分析了MRCC算法的原理与方法,发现MRCC故障监测流程无法有效处理伪距与载波相位B值均超过阈值,且最大值不为同一通道的问题,针对该问题提出了一种MRCC故障监测流程改进算法,并且对已有和改进的MRCC故障监测流程算法进行了实验对比.结果表明,改进算法故障监测流程针对伪距和载波相位引起的不一致性分层处理,可有效解决当前存在问题.     

GPS舰船定姿系统的研究

简述了利用GPS载波相位技术进行舰船定姿的原理,分析了舰船定姿的关键技术--整周模糊度求解的算法.采用2块Thales AC12具有载波相位原始数据输出的低成本接收板以及天线构成了实验的硬件装置,并完成了系统定姿解算的软件设计.通过对数据的处理与定姿算法的解算,获取载体的二维姿态角--航向角和俯仰角,并对解算结果的精度...     

四逆变器并联磁悬浮列车牵引系统的谐波抑制

本文提出基于载波移相叠加的四逆变器并联系统作为磁悬浮列车牵引系统拓扑,采用载波移相控制技术,各逆变器通过电抗器连接,以满足磁悬浮列车低速运行阶段直线同步牵引电机起动电流大、电压相对较低的要求,载波相位依次相差π/2,与载波同相四逆变器并联系统相比,牵引系统谐波含量显著降低。同时提出一种新的频域谐波分析方法,给出了谐波幅值与调制比之间的定量关系。仿真结果表明该方案的可行性及分析方法的正确性。     

GPS载波相位测量数据的时间序列分析建模研究

整周模糊度与周跳是应用GPS载波相位测量数据进行高精度定位亟待解决的问题。本文采用时间序列分析理论对GPS载波相位测量数据进行分析,证明了测量数据的四次差分序列是平稳过程,建立了差分序列的数学模型,实现了载波相位测量值的预测。数据试验结果表明,利用该模型得到的载波相位预测值与实际测量值的误差不超过1周,取得了较为满意的效果。本文的研究为整周模糊度与周跳等问题的解决提供了新的思路,可以作为GPS高精度定位以及实时姿态测量等工程应用的参考。     

Compressive sensing‐based adaptive sparse predistorter design for power amplifier linearization

Greedy algorithms in the compressive sensing theory have been formed the essential method for pruning power amplifier (PA) behavioral models and digital predistorters (DPDs). However, the inherent batch mode of these algorithms limits their application in adaptive digital predistortion framework. In this paper, a powerful subspace pursuit greedy scheme combined with stochastic gradient descent adaptive algorithm is proposed to design a class of adaptive sparse DPDs. According to the given sparsity level, the proposed approach can obtain the sparse terms of DPDs and extract the corresponding coefficients adaptively. Performance improvement of the proposed method is validated by simulation results on the adaptive DPD excited by 15‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals and 50‐MHz 16 amplitude/phase‐shift keying signals. Meanwhile, measurement results on a Doherty PA excited by 30‐MHz 3‐carrier Long‐Term Evolution signals are also performed to verify the advantage of the proposed approach. Simulation and experimental results show that proposed algorithm can efficiently construct the adaptive sparse DPD models with only a small number of parameters; both nonlinear distortions and memory effects in the PA can be almost completely removed. A comparison with the nonsparsity aware DPD techniques and batch mode compressive sensing pruning techniques has been demonstrated that the proposed method exhibit faster convergence, improving tracking capabilities and reduced computational complexity.     

利用训练符号进行SC-FDE系统粗定时同步算法的研究

定时同步是单载波频域均衡(SC-FDF)系统所有同步内容中最关键的部分,其中的粗定时同步阶段则关系到整个定时同步能否正确建立。本文对SC-FDE系统粗定时同步算法中最常用的采用训练符号的估计算法进行了专门的研究,总结出了这一类算法的实质,概括出基于被分为4个相同部分的训练符号这一结构的3组重要的相关曲线。本文研究的结论将为SC-FDE系统粗定时同步提出新的算法和改进已有的算法提供理论基础,为系统其他部分乃至系统的整体设计提供技术参考。     

改进的基于频谱分割的InSAR绝对相位确定方法

在利用干涉合成孔径雷达重建数字高程模型的过程中,需要对干涉相位解缠,并估算残余相位模糊数确定绝对相位。频谱分割法是一种利用干涉相位与载频正比关系来确定绝对相位的频域估计算法,然而在估算残余相位模糊数时,不能有效地去除噪声点,算法精度受限。该文对频谱分割法提出了改进：通过设计合理的带通滤波器,来减小系统噪声和去相干因素对高低载频干涉相位的影响,然后根据干涉相位的分布特性,提出了聚类取整法来估算残余相位模糊数,进而确定绝对相位。与传统的频谱分割法相比,改进算法不仅提高了绝对相位的估计精度,还具有较高的运算效率。最后利用ENVISAT ASAR的实测数据验证了改进算法的有效性。     

多项式拟合法在周跳探测中的研究与改进

针对北斗卫星定位系统(BDS)在载波相位观测中出现的周跳问题,建立改进的多项式拟合模型对载波相位观测中产生的周跳进行探测与修复。该方法采用3个接收机测得与同一颗卫星间的载波相位观测值,同时结合接收机与卫星间的载波相位测出两组单差值,利用一组单差值进行的多项式拟合可获得产生周跳的历元数,结合另一组单差值的多项式拟合可确定哪组载波相位发生周跳,最后对周跳进行修复。通过实验仿真发现,该方法不仅可以测得0.2以上的周跳,也可以测出0.2以上的周跳发生在哪组载波相关观测值中。