GNSS改进型平均相关捕获技术和Simulink仿真

为了缩短全球导航卫星系统(GNSS)接收机开机时间,减少运算量对计算机性能的要求,对传统并行码相位捕获方法进行了改进,提出了改进型平均相关捕获方法用于进行基带信号捕获。此方法是对中频信号进行二次平均分组采样以减少傅里叶变换点数,进而达到减少运算量的目的,并且改进了传统的并行码相位捕获方法框架,进行码相位和载波捕获。利用Matlab/Simulink作为仿真平台对实际GNSS采集信号进行捕获仿真,证明了改进型捕获算法可降低运算量,缩短42%的捕获时间,虽存在0.02%的码相位误差,但满足实时捕获C/A码相位和载波频率的要求。     

Galileo E1-B/C仿真信号并行合成技术研究

针对Galileo E1-B/C信号合成中载波与码相位精确控制,以及片内台成通道大规模集成的难题,本文给出了NCO控制字长量化模型,以满足伪距各阶合成精度需求,并提出CBOC调制和功率控制的优化方法,实现了在单片FPGA内大规模集成仿真信号合成通道的需求。仿真结果表明:合成的E1-B/C信号具有理想CBOC调制特性,且接收机可利用该信号精确定位。     

BOC单边带捕获算法仿真与分析

BOC调制信号将被用于新一代的GPS、Galileo和北斗导航系统中。针对BOC调制信号的频谱分裂和多副峰特性,文章讨论了一种BOC单边带捕获算法。采用这种算法可避免BOC信号捕获过程中的多副峰干扰问题。我们对该算法进行了Matlab仿真并分析了它的性能,验证了算法的合理性和有效性。     

CBOC调制方式及其性能分析

Galileo卫星导航系统在E1频段使用CBOC(6,1,1/11)调制方式取代原计划的BOC(1,1)调制方式.介绍了CBOC(6,1,1/11)的频谱、实现方式及其相关函数,并通过仿真计算,对比分析了CBOC(6,1,1/11)和BOC(1,1)调制方式在谱分离系数、根均方带宽和多径误差包络的差别.结果表明:CBOC(6,1,1/11)和BOC(1,1)频谱相近,但增加了部分高频分量,且CBOC(6,1,1/11)不同的实现方式相关函数上有一定的差别;CBOC(6,1,1/11)在与同频段其它服务信号间的谱分离系数整体上小于BOC(1,1),降低了系统内和系统间的干扰;CBOC(6,1,1/11)根均方带宽大于BOC(1,1),减小了跟踪抖动;CBOC(6,1,1/11)的多径误差包络整体上小于BOC(1,1),提高了系统的抗多径能力.     

BOC(1,1)信号的自适应捕获

GPS现代化以及Galileo系统都将使用BOC调制信号,与单纯的扩频码相比,BOC信号有更小的跟踪抖动和更好的抗多径性能,但因为BOC信号自相关函数具有多峰性,使得捕获更具挑战性,跟踪时容易锁在假峰上.Julien提出的合成相关捕获算法完全删除了BOC(n,n)信号的边峰,保持主峰不变,因此不需要检查跟踪是否在主峰上.在此基础上推导了一种自适应捕获算法,在保证系统误捕率恒定的情况下,能根据接收卫星信号功率的不同自动的调整门限.     

BOC调制伪码跟踪热噪声误差研究

介绍了BOC调制的定义,研究了BOC调制伪码跟踪热噪声误差Cremer-Rao界与调制参数之间的关系,所得结论可为BOC调制信号参数设计提供理论指导。分析了GPS和Galileo接收机伪码跟踪热噪声的理论误差,可为GPS和Galileo接收机伪码跟踪算法性能评价提供参考。     

GalileoE1信号特征及其软件解调

GalileoE1民用信号采用新的BOC（1,1）扩频调制方式。针对E1信号进行信号建模,并对其信号特征进行了详细研究,最后设计了Galileo软件解调器中的信号处理模块。通过仿真验证表明,软件解调器成功实现了对GalileoE1信号的捕获、跟踪、解扩、解调全过程处理,克服了BOC解调的错锁问题。     

Galileo系统中MBOC调制信号及性能分析

MBOC(Multiplexed Binary Offset Carrier)调制是GalileoE1频段以及GPS L1C频段推荐使用的一种优化调制方式。与BOC调制相比,MBOC调制方式的功率谱密度函数提供了更为丰富的高频分量,因此具有更高的伪码跟踪精度和抗多径性能。Galileo E1 OS采用了CBOC(6,1,1/11)(Composite Binary Offset Carrier)的方式实现MBOC调制。通过MATLAB仿真,对该信号的自相关函数、频谱特性进行了研究,并且通过与BOC调制信号的比对,证明了MBOC在码跟踪特性和抗多径性能方面的优越性。     

一种新型基于Strobe相关的BOC信号多径抑制算法

多径干扰信号是导航接收机测量过程中遇到的主要误差源之一。针对Galileo系统以及GPS现代化过程中拟使用的BOC调制信号,研究了基于Strobe相关的BOC信号跟踪过程中的多径抑制方法。分析了多径效应对码跟踪精度的影响,从鉴相函数入手,提出了一种新的En-Strobe相关法。运用窄相关法、Strobe相关法和En-Strobe相关法对BOC(1,1)信号和CBOC(6,1,1/11)信号进行多径抑制性能分析。仿真结果表明En-Strobe相关法在中短延迟的情况下能够很好的抑制多径误差,且性能优于窄相关法和Strobe相关法。     

GNSS CBOC信号快速无模糊度捕获算法研究

新型CBOC导航信号的自相关函数存在多个过零点和侧峰,因此其捕获更具挑战性。针对CBOC信号提出了一种基于FFT的快速无模糊度捕获方法,该方法利用两路正交的本地亚载波消除了CBOC信号自相关函数的多峰特性,并采用了基于FFT的并行捕获结构来加速导航信号的捕获。此外,针对CBOC信号是一种时域组合BOC信号的特性,给出了所提方法的BOC(1,1)型、非相干CBOC型和相干CBOC型接收机的模型,并分析对比了其性能。仿真结果表明所提的并行SCPC方法能快速正确地捕获CBOC信号,且其相干CBOC型接收机比另外两种接收机具备更优的性能。此外,相比BPSK-like方法,所提方法最大能有1dB-Hz的性能提升。      

基于谱相关的CBOC信号参数盲估计

针对低信噪比下组合二进制偏移载波(CBOC)调制信号的参数盲估计问题,提出了利用谱相关对CBOC信号进行参数估计方法。首先给出了CBOC信号模型,然后根据CBOC信号的数据通道和导频通道之间有良好的正交性特点,详细推导出其谱相关函数可以化简为两个BOC信号谱相关函数的叠加,最后根据CBOC信号循环频率截面的特点进行峰值检索后,实现对伪码速率、载频速率和副载波速率的盲估计。推导结果和计算机仿真分析表明,该方法可以实现在低信噪比下对伪码速率、载频速率和副载波速率的有效估计。     

Galileo E1-B/C仿真信号合成通道设计

针对Galileo信号合成中超长测距码生成以及功率控制的硬件实现难题,设计了双口RAM的重载查表式测距码生成器,同时,基于CBOC副载波特性,提出了比例因子功率控制的优化方法,并进行了仿真实验对比.结果表明:该方法设计的信号合成通道极大地节约了内存空间和硬件乘法器资源,单片FPGA内信号合成通道的集成数量扩大1倍以上,...     

一种利用小波降噪的卫星导航信号并行捕获算法

针对全球定位系统（Global Positioning System,GPS）接收机传统捕获算法计算复杂度高、捕获灵敏度低等缺点,提出了一种可降噪的简化并行码相位捕获（Noise Reduction for Simplified Parallel Code Phase Acquisition,NR-SPCA）算法。该算法通过对信号降采样,利用小波变换对二次采样信号作降噪处理,提高了捕获灵敏度;利用GPS信号和C/A码互相关的稀疏性,并行计算降噪后的信号的相关值,提高了运算效率。仿真结果表明,在90%概率捕获成功的前提下,NR-SPCA算法比传统的PCA算法信噪比低1 dB,运算效率提升了100%。该算法还可应用于航天探测、自动驾驶等领域。     

Multiplication-free approximate algorithms for compressed-domainlinear operations on images

We propose a method for devising approximate multiplication-free algorithms for compressed-domain linear operations on images, e.g., downsampling, translation, filtering, etc. We demonstrate that the approximate algorithms give output images that are perceptually nearly equivalent to those of the exact processing, while the computational complexity is significantly reduced.     

基于CBOC信号的导航接收机设计与实现

对BOC及其衍生信号CBOC(6,1,1/11)的时域频域特性进行分析和在Matlab环境下进行了仿真。根据仿真的信号特性,对已有的跟踪算法进行的分析和比较。基于工程实现和算法性能,选择了多相关器结构的算法(S-curveshaping方法),并根据此算法设计在原有接收机结构上进行改进,设计出了基于CBOC(6,1,1/11)接收机结构。最终对设计的接收机结构进行了硬件上的实现,完成了原理样机的制作。     

Alias-Free Subband Adaptive Filtering With Critical Sampling

To overcome the limitations of a conventional fullband adaptive filtering, various subband adaptive filtering (SAF) structures have been proposed. Properly designed, an SAF will converge faster at a lower computational cost than a fullband structure. However, its design should consider the following two facts: the interband aliasing introduced by the downsampling process degrades its performance, and the filter bank in the SAF introduces additional computational overhead and system delay. In this paper, to fully exploit the benefits of using an SAF, an almost alias-free SAF structure with critical sampling is proposed. The interband alising is removed from the subband signal by isolating the aliasing using a bandwidth-increased analysis filter. Computer simulations show that the proposed structure converges faster than both an equivalent fullband structure at lower computational complexity and recently proposed SAF structures for a colored input.     

DCT域下采样视频水印技术

根据DCT域Watson模型提出了一种抵抗下采样攻击的不可感知水印模型.用DCT域准卷积下采样方法得到图像的下采样版本,利用亮度特征和图像感知失真限制自适应确定被嵌入水印序列的区域、长度和强度,以使上采样水印图像具有良好的视觉效果和鲁棒性.实验结果表明该算法对噪声干扰及视频下采样具有较好的鲁棒性,而且不使用原始图像,就可进行水印的相关检测.     

基于结构与分解的红外光强与偏振图像融合

在一些特定环境下,红外传感器无法探测到目标时,需要将偏振技术与红外技术相融合。为了获得更清楚的融合图像,采用一种基于多尺度结构分解的图像融合方法实现红外光强与偏振图像融合。该算法提出将红外图像与偏振图分解成3个独立部分：平均强度、信号强度和信号结构。其中平均强度部分,采用一种反正切的权重函数进行融合,信号强度采用最大值的融合原则,而信号结构采用一种基于信号强度幂函数的加权平均方进行融合,最后重构得到融合图像。为了更快进行融合、降低计算的复杂度,将分解过程通过均值滤波代替,再通过上采样与下采样得到最终的融合图像。为了得到更好的融合图像,通过不同融合参数实验对比,选择较优的融合参数。最后实验表明使用所提出的反正切权重函数与融合参数设置,在与传统的多尺度算法的比较中,4项评价指标取得优势,且主观上保留更多的纹理细节、提升对比度以及抑制伪影。