大多普勒偏移下直接序列扩频信号捕获新方法

针对具有大多普勒偏移的直接序列扩频信号捕获问题,提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)的多普勒和伪码分别并行搜索的捕获新方法.该方法利用伪码二相调制特性,通过乘法消除伪码影响,得到多普勒估计值,在此基础上运用圆周相关法得到的伪码相位估计值.计算机仿真表明,它能更快、更高精度地完成多普勒频率一伪码相位的二维搜索,且捕获时间与多普勒偏移大小无关,尤其适用于大多普勒环境.     

直接序列扩频信号伪码速率盲估计

针对直接序列扩频通信信号的侦察问题,充分利用扩频基带信号发送成型滤波后的波形特点,提出了一种基于最大平均功率序列的算法。该算法首先计算序列的平均功率,然后对其进行谱分析并作平滑处理而完成伪码速率的判定。计算机仿真实验及实际应用证明了该算法在较低的信噪比条件下具有良好的工作性能。     

基于基2-FFT的伪码快速捕获实现新算法

讨论了基于基2-FFT的伪码快速捕获方法,论述了其中常见的数据内插处理算法并提出Sinc数据内插新方法。Sinc数据内插算法采用Sinc内插滤波器来实现数据的精确内插,以满足基2-FFT的数据点数需要。仿真表明,采用Sinc数据内插方法实现的基2-FFT伪码快速捕获系统,其捕获性能优于传统的补零法和线性内插法。Sinc内插算法更适合在低信噪比下工作和对捕获时间有严格要求的系统。     

基于DBZP差分相干的GPS信号捕获算法

针对弱信号环境下全球定位系统(global position system, GPS)信号捕获问题,提出了一种基于双块零拓展（double block zero padding, DBZP）差分相干捕获算法。该算法将快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT)、DBZP、差分相干及频率误差修正等4项技术有机结合,从而有效减小了在FFT计算过程中由大多普勒频移引起的码片速率变化而造成的相关功率损失,同时也削弱了残余多普勒频率造成的功率损失。实验表明,算法能明显提高系统捕获性能,在仿真数据集下,与直接FFT差分相干算法相比,捕获灵敏度提高了约2.8 dB,并在给定的积分时间及载噪比下,捕获频率误差的标准差小于20 Hz;在实验数据集下,与直接FFT差分相干算法相比,捕获结果信噪比提高了约3 dB。     

周期信号的孔径抖动及其去除

孔径抖动是指模数转换器采样周期之间出现的相位抖动 ,是由各时钟周期边沿出现时刻的不确定性导致的。当输入信号频率较高时孔径抖动是模数转换器信噪比下降的一个重要原因。对数据采集系统中的孔径抖动进行了仿真实验 ,介绍了反卷积算法 ,并利用反卷积算法对周期信号的孔径抖动进行了去除。仿真结果表明该方法是有效可行的     

基于新算法的P码序列捕获处理器设计与实现

通常P码的捕获是利用C/A码来完成的。但是,考虑到实际的战场可用性,利用C/A码引导的P码捕获方式不再具有较好的可靠性。同时考虑到P码信号的特点,对P码信号进行直接、快速的相关捕获是首先要解决的问题。因此,在研究相应理论的基础上,对提出的新的P码直接捕获算法进行硬件设计,实现了P码序列捕获处理器。在实验室环境下对序列捕获处理器进行测试,结果验证序列捕获处理器可以有效捕获GPSP码信号。     

Direct P-code acquisition algorithm based on bidirectional overlap technique

According to the signal-to-noise ratio （SNR） loss of average algorithms in direct P-code acquisition method, this paper analyzes the SNR performance of the overlap average algorithm quantitatively, and derives the relationship of SNR loss with overlap shift value and initial average phase difference in the overlap average algorithm. On this basis, the bidirectional overlap average algorithm based on optimal correlation SNR is proposed. The algorithm maintains SNR consistent in the entire initial average phase difference space, and has a better SNR performance than the overlap average algorithm. The effectiveness of the algorithm is verified by both theoretical analysis and simulation results. The SNR performance of the bidirectional overlap average algorithm is 5 dB better than that of the direct average algorithm, and 2 dB better than that of the overlap average algorithm, which provides the support for direct P-code acquisition in low SNR.     

PN码快速捕获中的捕获策略和性能分析

在现有的各种PN码捕获策略的基础上,提出了PN码捕获策略的统一框架,并以该框架为基础研究了捕获过程各个阶段中策略的选择对总体捕获性能的影响.最后研究了各个阶段中可以采用的若干种判决策略和验证策略,并对四种实际可能采用的捕获策略进行了仿真分析.结果表明在捕获过程中引入适当的验证策略可以在平均捕获时间增加不多的情况下大幅改善捕获的性能,而提出的一种无需设定门限的捕获策略与利用门限进行判决的策略性能相当,在实际工程应用中有着重要的意义.     

基于TDDM调制方式的sin-BOC信号精确捕获算法

针对时分数据调制(time division data modulation,TDDM)的正弦型二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)自相关函数多峰性导致的无法精确捕获的问题,提出了一种基于子相关函数组成的相关函数捕获算法。该算法通过接收信号和调制过的本地伪码分别与本地TDDM BOC信号子载波的每一个码片相关,根据两种相关函数之间的对应关系,合成一种精确的无模糊捕获算法,并详细介绍了捕获算法原理。理论和计算机仿真表明,该算法运算复杂度低,而且完全消除了副峰,在同一条件下,主峰峰值能量相对于相关重构算法提高了79.5%。     

基于单元相关的GPS L1C/A与L1C联合捕获算法

传统的全球定位系统(global positioning system,GPS) L1C/A码信号和新型L1C信号同处于L1频段(1575.42MHz),充分利用了有限的频带资源。基于此特点,针对GPS L1C/A和L1C信号联合捕获中多相关峰引起的误捕问题,提出一种新的单元相关的方法。将本地L1C/A和L1C码序列分别拆分为奇、偶两个单元信号,对单元信号与接收信号的单元相关函数进行重组,完全消除L1C/A码信号引起的9个次峰,提高主峰峰值,得到尖锐的窄相关峰。仿真结果表明,该方法得到的相关峰跨度为0.5个码片,大大提高捕获精度,且捕获灵敏度比单通道联捕提高约2 dBHz,同时算法复杂度低,可应用于工程实际。     

SUMPLE算法的合成权值相位性能分析与仿真

SUMPLE算法是深空网天线组阵中信号合成的最重要方法之一。研究了合成权值的补偿相位估计性能,从参数估计角度分析了该算法具有较好的合成性能原因。同时,进一步利用SUMPLE算法合成权值之间相位差实现多天线信号间的相位差估计,并推导了估计算法的理论性能以及分析了天线数对算法性能的影响。理论分析与仿真结果表明,天线数越多,相位差估计性能越接近估计下界,较适合于低信噪比下多天线信号间的相位差估计。     

北斗QPSK调制信号多星联合捕获算法

传统的接收机捕获方法仅针对单颗卫星码相位及载波频率进行搜索与捕获,为了提高接收机傅里叶变换及相关运算模块的使用效率,提出了一种面向北斗B1频点信号的多星联合捕获算法,并在此基础上建立了联合捕获相位参量与相应卫星编号间的映射关系。最后,利用采集的卫星中频信号对多种捕获算法进行了实验对比与性能分析,实验结果表明,多星联合捕获算法可成功对多颗卫星进行并行搜索及快速捕获,平均运行速度相对于传统捕获算法提高了约23%,改善了北斗接收机中信号捕获的处理效率。     

极低信噪比环境下含近邻约束的改进唐检测判决算法

极低信噪比环境下的伪码连续波测量雷达初始粗同步捕获过程中,为了增加唐检测判决算法的灵敏度,除门限条件外,引入前后两次单次检测捕获的伪码相位估计值之差在一定范围内的近邻约束作为上/下行计数器值增减的条件。通过对唐检测判决过程建立马尔可夫链模型,对引入近邻约束的改进唐检测算法的检测性能进行了理论分析与推导。仿真结果表明,将近邻约束引入唐检测判决算法,可以在检测概率几乎不变的情况下,大幅度降低虚警概率,即改进算法明显地增强了对微弱信号的检测能力,且检测速度不受影响。     

基于分裂基FFT的L1辅助L2C双频GPS信号快速捕获

室外无人搬运车(automatic guided vehicle, AGV)运输和未来的无人驾驶智能汽车等对全球定位系统(global positioning system, GPS)高精度定位精度要求较高,GPS L1/L2C双频信号可以校正电离层误差从而提高GPS单机的定位精度。但L2C 民用中码/民用长码(civil moderate/civil long code, CM/CL)的长度远大于L1 粗捕获码(coarse/acquisition code, C/A),传统的捕获算法直接用于L2C信号会使捕获时间延长甚至导致捕获失效。对此,提出了利用捕获到的L1信号的多普勒频移和C/A码相位对L2 CM码进行辅助捕获,然后利用CM码码相位对CL码进行辅助捕获的方法,减小了L2C信号捕获的二维搜索范围;同时在相关运算中利用分裂基快速傅里叶变换(split radix fast Fourier transform, SFFT)代替传统的基2 FFT进一步降低了计算量。仿真结果表明,所提算法在运算量明显降低的情况下可以实现对L1/L2C双频信号的精确捕获。     

混合信息下的多属性大规模群体决策方法

针对多属性大规模群体决策问题中决策者评价信息类型不一致的情况,提出一种包含精确数、区间数、语言信息的多属性大规模群体决策方法。首先,定义了几种不同的转换函数,以此将各决策者给出的精确数、区间数、语言信息一致化为虚拟语言术语;然后,给出了大规模群体决策矩阵的的分组方法,并利用新的三维语言密度算子对其进行集结;最后,在语言幂Heronian算子的基础上,对群体综合决策矩阵进行集结。通过算例验证了所提方法的可行性与有效性。算例分析表明,该方法不仅能够较好地解决混合信息的处理问题,以及能够充分考虑群体共识度;还能够体现属性之间的关联性,以及反映集结值的整体均衡性,因此可使得决策结果更为客观合理。     

基于循环稳定特性的空时分组码MC-CDMA信号盲识别算法

空时码应用最广泛的是空时分组码(space-time block code,STBC)和垂直分层空时码(vertical bell layered space-time code, VBLAST),因为STBC信号具有时间上的相关特性,所以在求高阶循环累积量时,该信号有一个特殊的循环频率,而VBLAST信号没有此特性。提出了一种基于循环稳定特性的STBC多载波码分多址（multicarrier code division multiple access,MC-CDMA）信号识别算法。该方法先根据信号系统的基带物理结构和信号模型来建立信号相关函数的选择标准,然后估计出这些相关函数对应的四阶累积量,接着把四阶循环累积量跟信道的参数结合起来建立一个循环统计量,最后把这个循环统计量与检测门限进行比较,实现信号识别。计算机模拟仿真表明,该算法能在较低的输入信噪比条件下良好地工作。     

基于随机共振的高灵敏度GPS信号捕获算法

针对微弱环境下全球定位系统（global position system, GPS）信号捕获问题,提出了基于随机共振（stochastic resonance, SR）的GPS信号捕获算法。该算法首先用部分匹配滤波器对GPS信号进行分段相关预处理,然后利用SR提高预处理后信号的信噪比(signal to noise ratio, SNR),SR中引入了二次采样和自适应技术,解决了传统SR不适合捕获大频率信号(频率远大于1Hz的信号)及SR参数难以与被捕获信号匹配的难题,最后采用快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）谱分析技术,实现在较短的相关累积时间内获得较高的捕获灵敏度。实验表明,算法能明显提高系统捕获性能,在相关累积时间为10 ms,信号SNR为-38 dB的情况下,算法捕获GPS信号的正确检测率达到100%。     

GPS中P(Y)码直接捕获技术与进展

GPS中P(Y)码直接捕获技术,不仅能提高接收机的抗干扰能力和反电子欺骗能力,而且还能用于对GPS新一代M码信号进行直接捕获,对发展我国新一代卫星定位系统也有很大的借鉴意义。在系统地分析了P(Y)码直接捕获技术难点的基础上,分析和总结了近年来P(Y)码直接捕获的各种主流技术,并对其中影响较为深远的并行相关器、延迟相乘算法、电光相关器、XFAST和直接平均等算法进行了较为全面分析和介绍。     

基于FFT的高动态GPS信号捕获方法优化

针对高动态环境下的GPS接收机对信号捕获速度的要求,提出一种基于小波变换和优化快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的信号捕获方法。在基带信号预处理阶段,对采样后的中频信号进行小波变换,利用逼近信号完成码相位和多普勒频移的估计,降低基带处理信号的数据率;综合基2FFT、基4FFT和素因子算法(prime factor algorithm, PFA)的优势,对捕获过程中的大量FFT运算进行优化处理,提高运算效率。仿真结果表明,改进处理的基于FFT捕获方法可以有效地缩短捕获时间,改善基带模块性能。     

基于分数采样的直扩信号滑动相关盲同步方法

详细分析了DS-SS信号在相关域的特征、性能,充分利用DS-SS信号扩频伪码的尖锐自相关特性和噪声的互相关特性,在已知PN码周期的前提下,提取一PN码周期DS-SS/BPSK信号作为已知PN码,采用分数采样构造滑动相关曲线,检测相关峰的位置实现DS-SS/BPSK信号盲同步,并对该算法的同步精度以及其适应的输入信噪比进行了分析。理论分析和仿真实验证明,盲同步精度与信噪比,伪码长度周期,分数采样系数,以及相关数据段密切相关。在一定的计算复杂性条件下,该方法可有效实现负信噪比(SNR<-17dB)DS-SS/BPSK信号盲粗同步,为快速进行精确同步奠定了基础。