罗兰-C脉冲信号周期的联合识别方法

针对目前罗兰-C接收机周期识别方法的不足,提出了一种载波跟踪信息与包络峰值检测相结合的罗兰-C脉冲信号周期的联合识别方法,并从基于峰值检测的周期识别原理、DLL峰值检测方法、联合判决方式等方面描述了该方法.仿真验证了DLL峰值检测的有效性,分析了联合识别方法的抗包周差性能和抗噪性能,最后通过将该方法运用于罗兰-C接收机设计,进一步验证了该方法对标准过零点的识别与跟踪性能.试验结果表明:联合识别方法具有良好的抗包周差性能,且在信噪比大于20 dB时,该方法能够准确无误地进行周期识别,满足现代罗兰-C数字化接收机设计指标要求.     

罗兰-C信号的抗干扰快速检测方法

针对罗兰-C导航定时接收机传统信号检测时间长、抗干扰性能差的缺点,提出了一种罗兰-C信号抗干扰快速检测方法.该方法首先将经过AD采样的罗兰-C信号与本地产生的载波信号进行混频得到同向/正交两个支路信号,通过低通滤波器滤除高频成分后进行平方相加消除本地载波与罗兰-C信号载波之间的相位差,然后将得到的罗兰-C信号包络进行延迟相乘累积得到相关累积峰,基于相关峰的分析判决即可实现罗兰-C信号的检测.理论分析与实验结果表明:该方法的信号检测时间少于200 ms,比传统方法提高了数千倍;抗窄带干扰性能优于-20 dB,比传统方法提高了10 dB,解决了强窄带干扰环境下罗兰-C信号的快速检测问题.     

一种用于全数字罗兰C接收机的信号识别方法

本文介绍了一种用于全数字罗兰C接收机的信号识别的方法，分析了原有接收机的识别方法的不足，使用数字处理的方法将有效的提高罗兰c接收机的搜索能力和定位准确度。     

采样频率偏移对卫星导航接收机的影响

为避免采样频率偏差给卫星导航接收机带来的符号位滑动、伪随机噪声码相位移动和载波相位偏差等问题，提出了一种改进的频率偏差估计方法．接收机的码跟踪环路以码速作为时间基准，对采样频率实际值与标称值之间的偏差进行跟踪，环路稳定后得到该偏差的估计值，其采样频率的准确度可提高到10^-7量级．将该估计值补偿到载波锁相环中。可减小由采样频率偏差带来的相位误差和多普勒频移偏差，从而使得导航接收机能正确解调信号，进一步提高了输出载波相位的准确度，为实现更高精度的定时和定位提供了可能性．     

通信系统中小型化频率合成器设计

文章针对通信接收机小型化的要求提出了一种接收机频率源的设计思路,采用TSMC 0.18μm 1P6M混合信号工艺设计锁相环(phase locked loop,PLL)电路结构,设计了一种具有快速锁定时间、较宽频率调谐范围、低相位噪声的电荷泵锁相环(charge pump phase locked loop,CPPLL)。使用Cadence Spectre对电路进行仿真,电路整体具有在输入参考频率23～600 MHz之间产生1.92～2.62 GHz的时钟信号功能。在中心频率2.3 GHz、偏移载波频率10 MHz的情况下,敏感单元环形压控振荡器的相位噪声为-112.9 dBc/Hz。进行版图设计后,对电路进行验证,设计出小型化频率合成器芯片。     

一种脉内相位编码脉间步进频雷达信号的研究

提出了脉内相位编码脉间频率步进(phase coded stepped frequency,PCSF)雷达信号,这是对一般脉冲线性频率步进(stepped frequency,SF)信号的改进.它将SF信号的矩形子脉冲替换为相位编码子脉冲串,通过脉内相位和脉间频率两次调制,获得了更大的频率步进量.PCSF雷达信号在系统有效工作带宽一定的情况下可以减少脉冲串数目,提高目标数据率及降低多普勒敏感度,并且经过两级压缩处理还可以获得两级分辨率.由分析PCSF信号的性能和处理方法,给出了计算机仿真结果.     

载波与码相位分离的载波频偏估计算法

文章提出一种将载波与码相位分离的载波频偏估计算法。该算法可以高精度、快速地估计卫星信号的载波频偏。算法的主要思想是:在对卫星数字中频信号下变频后,将I、Q2路信号直接做乘法运算,实现二相码相位与载波频偏的分离,然后对信号进行FFT频谱分析和频率精细估计,实现载波频偏的精确估计。仿真实验表明此算法简单易行,可以实现高动态扩频信号的捕获,适用于导航接收机的开发。此外,此算法为近地轨道(LEO)通信领域的研究提供了一个新思路。     

可应用于航天测量的传感器PGC解调关键参数误差分析

干涉型光纤传感器在军用探测、航空航天等许多领域都有广泛的应用前景.直接调制光源频率(Frequency Modulation,FM)的相位生成载波(Phase Generated Carrier demodulation,PGC)解调方法成为干涉型光纤系统的重要解调方法之一.FM调频深度、一倍载波信号相位延迟、二倍载波信号相位延迟等关键参数均会对系统性能造成不利影响.本文从解调结果线性度和谐波抑制比(Harmonic Suppression Ratio,HSR)两方面分析了关键参数误差对解调结果性能的影响.分析表明调制深度C对参数误差的贡献最大,是影响解调性能的主要因子.相对而言,一倍/二倍载波信号相位延迟对解调结果性能影响较小.PGC解调结果线性度和谐波抑制比均受调制深度、载波信号相位延迟等的影响.参数误差每增加一倍,谐波抑制比约下降6dB.     

面向掩星观测的软件接收机设计

目前,掩星接收机主要采用硬件构造。随着计算机与电子技术的发展,软件接收机以其可重配置、可扩展性强等优点,显现出对掩星观测数据提取,特别是闭环跟踪失锁情况下的开环跟踪算法研究方面的优势。设计了一种应用于获取载波相位观测值的软件接收机,包括软件接收机的设计及掩星观测量的提取。在高度为1.5 km的湖北省九宫山进行了现场验证实验,完成了信号的捕获、闭环跟踪、开环跟踪及载波相位观测值的提取,并与硬件接收机输出的结果进行比对,验证了本软件接收机设计的可行性。     

GNSS自适应抗干扰天线阵相位中心校正

为在干扰环境实现实时精密定位、测距和姿态测量等应用,需要尽可能降低天线阵相位中心引起的误差。建立了抗干扰天线阵相位中心补偿模型,每个阵元视作多相位中心天线,推导了自适应抗干扰天线阵等效相位中心位置的计算方法,分析了抗干扰RTK系统中由相位中心偏移引起的误差。通过补偿载波相位观测量,实现了天线阵相位中心校正。仿真结果表明,GNSS接收机抗干扰天线阵等效相位中心的位置与干扰环境及所用抗干扰算法有关,不能通过预先建立固定查找表的方式进行补偿,只能根据抗干扰计算结果实时计算出等效相位中心位置,再补偿载波相位观测量。      

基于全相位频谱分析的图像配准

为了提高图像配准精度并简化算法,在研究传统频域配准方法的基础上,引入了全相位FFT谱分析,并将其推广到分析二维图像频谱．提出了基于全相位FFT谱分析的欠采样图像频域配准算法．配准实验结果表明,基于全相位频谱分析的图像配准精度高于传统频域配准方法,能基本实现空域配准精度,无噪声条件下对平移参数的估计精度高于空城方法．     

基于全相位谱线插值的电力谐波检测方法研究

传统基于FFT的谐波检测方法在非同步采样或非整周期截断情况下会产生严重的频谱泄漏,为抑制频谱泄漏对谐波检测精度的影响,提出基于全相位谱线插值的电力谐波检测新方法.该方法使用全相位谱实际频点附近的三根离散谱线获得频率和幅值校正量,并利用离散全相位谱峰值谱线相位即为对应的实际频率相位的特点,无需另加校正即可实现较高的相位精度.利用全相位谱旁谱线相对于主谱线按平方衰减的特性,并结合旁瓣衰减速度快的Nuttall四项五阶余弦窗,可有效抑制基于FFT谱线插值算法相邻谐波成分的相互干扰,提高谐波检测精度.通过与三谱线插值法和全相位时移相位差法的仿真对比实验,结果表明文中提出的算法具有更好的谐波检测精度.     

基于小波变换的MDPSK信号盲解调算法

在M进制差分相移键控(M-ary differential phase-shift keying,MDPSK)信号解调中,非合作信号的载频估计误差或者高动态环境引起的Doppler频移都会使得解调性能恶化,甚至无法解调。针对这个问题提出了一种盲解调算法,该算法基于MDPSK信号相位跳变点频谱分布与相位跳变量之间的对应关系,利用小波变换的滤波特性提取MDPSK的频谱分布特征来完成信号解调。该算法不需要载波恢复,并且对载频估计误差也不敏感。仿真结果表明:当BDPSK信号Es/n0为5 dB时,QDPSK信号Es/n0为10 dB时,盲解调性能比理论值恶化约为2 dB;并且当载频估计相对误差小于15%时,解调性能无明显下降。     

电离层闪烁下4路信号处理的载波锁相环

针对电离层闪烁导致的卫星导航接收机载波锁相环失锁问题,提出一种基于Kalman滤波器的4路信号处理载波锁相环. 该环路通过增加两路信号处理对锁相结果进行纠正,扩大了锁相环的相位牵引范围,同时根据信号实时载噪比自适应调节滤波系数,有效避免电离层闪烁时信号振幅衰落和相位突变引起的环路失锁. 通过仿真表明,这种锁相环可以在持续中强度和瞬时高强度的电离层闪烁下保持跟踪.      

2CPSK调制电路的FPGA设计与实现

相移键控(PSK)是用不同相位的载波来传递数字信号,并用数字基带信号控制载波信号的相位.文中提出了一种基于DDS技术的2CPSK调制器的FPGA实现方案,并通过硬件测试结果验证了设计的正确性.     

基于乘积性多尺度小波变换的MPSK信号码速率估计

为估计MPSK信号的码速率,提出一种基于乘积性多尺度小波变换的MPSK信号码速率估计算法.首先,采用载频估计值将接收信号下变频至基带;然后选取多个不同尺度分别对基带信号做Haar小波变换以检测相位突变点,对多个尺度下小波变换的模做乘积性运算,显著凸显突变点的位置,极大削减了噪声;最后,对乘积性结果做快速傅里叶变换(FFT),便可得到MPSK信号的码速率.仿真实验表明,该方法可以在较低信噪比下估计MPSK信号的突变点和码速率,体现了良好的估计性能和优良的低信噪比性能.     

一种用于高动态全球定位系统信号跟踪的新模型

针对传统全球定位系统(GPS)信号跟踪方法在高动态环境下跟踪精度不够理想且容易失锁等缺陷,提出了一种新的跟踪模型.采用包含多普勒频移与码相位误差的二维观测相关器组,并通过基于列文伯格-马夸尔特方法优化的迭代扩展卡尔曼滤波算法,使跟踪环路在码相位与载波频率初始捕获误差较大的情况下,依然能够快速而准确地收敛,成功解调出导航信息.仿真结果显示,利用新的GPS信号跟踪模型能够高质量地完成加速度为150g的高动态GPS信号跟踪.     

GBAS中相位平滑伪距差分修正改进算法

针对卫星导航精度问题,提出一种载波相位平滑伪距差分修正算法的改进方案.通过无码载偏离平滑滤波技术来解决电离层对伪距和载波相位观测值带来的不一致性导致的电离层误差加剧问题.利用信号传播中误差模型预测值、载波信号和码伪距确定滤波器的衰减因子,把接收到的双频载波信号相位值和伪距值线性组合,输入滤波器滤波.同时用卫星修正信息对平滑伪距值中钟差进行修正.仿真结果表明通过该算法能够减少滤波后的信号残差,提高载波相位平滑伪距差分修正值标准差的可用性,减少电离层误差对星基导航精密进近阶段定位精度的影响.     

基于Fr-AF与改进RIDT的QFM-PRBC伪码估计

针对二次调频-伪码调相(quadratic frequency modulated-pseudo random binary phase code,QFM-PRBC)复合信号伪码估计的难题,提出一种基于分数阶模糊函数(fractional ambiguity function,Fr-AF)和改进的三角窗抗干扰核函数(reduced interference distribution kernel based on the triangular window,RIDT)变换的伪码估计算法.应用平方法解决伪码与信息码相位突变问题,并用累加平均减小平方法带来的噪声影响,利用分数阶模糊函数估计平方累加后信号的最高项和次高项系数,重构信号对接收端信号降阶;采用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)对基于三角窗减少干扰的核函数变换加以改进以提取降阶后信号的伪码序列.仿真实验表明了算法的有效性,当累加次数为20且信噪比在-4 dB以上时,伪码可以正确估计.     

一种改进的数字UQPSK载波同步方法

UQPSK载波同步方法目前广泛应用于无人机数据链中的数据传输系统中,但相关的恢复方式只针对模拟信号或者环路复杂情况时实现难度大.为此提出一种改进的数字UQPSK载波同步方法,主要使用判决反馈锁相环路结合UQPSK信号的星座图特点进行改进,该方法可以在低信噪比情况下以快速的收敛速度实现相位补偿和相位快速捕获.经仿真UQPSK载波同步的系统并分析得到,改进的UQPSK载波同步方法的误码率与理论误码率相近,其系统可靠性高.户外实地测试实验验证了其可行性.