一种改进的直扩系统大频偏二次捕获算法

针对卫星通信中低信噪比大频偏信号的精确捕获问题,提出了一种改进的直扩系统二次捕获算法. 算法首先通过基于FFT的码相位并行搜索完成频偏的预估计和补偿,构造一个不含扩频码的准基带信号,然后对此信号采用含有辅助结构的FFT实现频率的精确估计和校正. 仿真结果表明,本文所提算法与传统二次捕获算法相比捕获性能大致相当,资源消耗降低24%,捕获时间减少84%. 给出了不同信噪比和扩频比下关键参数的选取方法,使算法具有较高的实用性.      

一种双伪码MSK扩频同步方案的设计

提出了一种采用全并行二维搜索和差分峰值判决算法实现伪码的快速捕获、采用一阶锁频辅助二阶锁相实现载波跟踪的猝发式、高动态双伪随机码MSK直接序列扩频通信的同步方案,给出了便于数字化实现的算法结构.测试表明本方案在有限增加FPGA资源的情况下可以实现低信噪比、大载波频偏下扩频信号的快速捕获.     

大动态直扩信号的快速捕获方法

针对大动态环境下直接序列扩频信号的快速捕获问题,提出了一种两轮频域搜索的捕获方法.该方法采用快速傅里叶变换实现伪码的并行相关,通过两轮频域搜索完成捕获.第1轮搜索整个多普勒频率范围,得到各个频点的峰均比,选大后进行门限判决;第2轮搜索进行多普勒频率的小范围验证.分析和仿真结果均表明,对于直接序列扩频信号的快速捕获,提出的方法具有更高的捕获精度、更好的捕获性能,尤其适用于大多普勒频率及其变化率的动态环境.     

M元正交扩频快速同步方法

提出了一种M元正交扩频总体方案,按这种方式传输数据时,发送信号不存在潜在的周期性,数据难以被检测或截获,因此,系统的抗干扰和抗截获性能得到了很好的保障.当伪码较长、载波多普勒频移较大时,传统的同步捕获算法进行的FFT点数较多,复数乘加运算量大,耗时长,而在较长的捕获时间内,捕获得到的参数估计过于陈旧,无法应用于载波跟踪,为此,文中提出了一种改进的快速同步方法.该算法能在搜索出同步点位置的同时,有效估计载波频偏,进行频偏纠正,并且计算复杂度明显降低.     

M元正交扩频方案及其载波频偏估计算法

提出了一种M元正交扩频方案(MOSS:M-ary orthogonal spread spectrum)。按这种方式传输数据,发送信号不存在潜在的周期性,系统的抗干扰和抗截获性能得到了很好的保障。针对伪码较长、载波多普勒频移较大的接收机,传统的PMF-FFT同步捕获算法,进行的FFT点数较多,需要完成大量的复数乘加运算,捕获耗时长,而在较长的捕获时间内,捕获得到的参数估计过于陈旧,无法应用于载波跟踪,提出了一种基于部分匹配滤波器和两级FFT的快速同步捕获算法（PMF-TLFFT）,该算法能在搜索出同步点位置的同时,有效估计载波频偏,进行频偏纠正,且计算复杂度显著降低。     

一种基于稀疏快速傅里叶变换的卫星信号捕获算法

卫星信号搜索捕获时间长短是影响GPS软件接收机的重要因素。为了更快速、准确地完成卫星信号的捕获,文中提出了一种基于稀疏快速傅里叶变换的并行捕获算法。该算法采用取模运算、余数不同的采样思想,首先对中频信号和本地码进行一次下采样来获得中频信号和本地码的一个子集,其次对多普勒频移量进行一次下采样来获得多普勒频移量的一个子集;然后在子集中进行卫星信号的并行捕获。研究结果表明,与GPS卫星信号的并行捕获算法相比,该算法有效地减少了运算量,提高了捕获性能。最后通过实验验证了该算法的正确性。     

基于自适应最优抛物线核函数的Wigner-21/2维时频表示算法

针对低信噪比条件下非平稳、非线性和非高斯信号的时频特征分析,提出了一种基于自适应最优抛物线核函数的Wigner-212维时频表示算法.采用依赖于特定时频点的二维时频局部模糊函数替代传统Cohen类高阶时频分析中通用的全局时频模糊函数;利用自适应核处理技术获得局部模糊函数的最佳抛物线核函数,以最大限度地抑制交叉项的影响,提高算法的时频分辨率和信号自适应性;通过合成信号和水声信号的仿真实验进行时频分析,并与现有时频算法加以对比.结果表明,在低信噪比条件下,所提出算法对瞬态信号的检测优势明显,能够取得优良的时频特征解析效果.     

LTE系统小区搜索中SSS时频同步算法的研究

时频同步是终端小区搜索过程中的核心模块,其性能的好坏将直接影响系统的解调性能。通过对时分长期演进（time division long term evolution,TD-LTE)系统小区搜索过程中时频同步算法的研究,结合辅同步信号（secondary synchronization signal,SSS）序列时域信号特性,给出了一种基于SSS对称相乘的时频同步算法。该算法利用SSS信号的时域共轭对称性能够准确地估计出SSS信号的中心共轭对称点,进而获取定时同步;同时,定时同步位置所对应的小数倍频偏计算结果即为小数倍频偏估计值。在MATLAB中对该算法的性能进行仿真与分析。仿真结果表明,利用SSS进行定时同步能够很好地抵制大载波频偏对定时同步性能的影响。从计算过程来看,该算法仅利用接收信号的对称相乘运算来估计小数倍频偏估计,极大降低了计算复杂度。该时频同步算法性能良好、复杂度低,较常规算法可靠性有较大提高。     

基于导频辅助的预编码连续相位调制(CPM)信号精确同步算法

针对连续相位调制(continuous phase modulation,CPM)信号同步问题,提出一种基于导频辅助的位定时与载波同步算法?导频信号由伪随机码构成,采用二进制预编码连续相位调制,在不破坏恒包络特性的基础上同时保留其伪随机特性?利用该导频信号可以实现位定时误差?载波频偏?相偏各参数并行独立估计?算法首先推导出同步头相关函数的闭合表达式;然后利用相关函数的单峰特性,通过搜索第1大和第2大采样值,实现对定时误差?相位误差的精确估计,并利用相位估计值通过差分计算实现对频偏的估计;最后通过计算机仿真,给出了该算法关于定时?相位?频偏估计的抗噪性能和估计范围 ? 结果表明,该算法在加性高斯白噪声信道中具有良好的性能,各同步参数在估计范围内和较低信噪比条件下能够接近修正的克拉美罗(modified Cramer-Rao bound,MCRB)?     

一种新的高动态直扩接收机快速码捕获方法

针对接收信号存在大频偏的高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,分析了高动态环境下匹配滤波检测器相关长度与相关后输出信噪比的关系,比较了相关后的几种检测算法的性能,分析了FFT校频技术的性能.在此基础上提出一种在高动态环境下的码捕获新方法,该方法采用分段匹配滤波相关、最大选择检测算法和二次内插的FFT校频技术.根据新方法设计了捕获电路模块.Matlab系统仿真结果表明,新的捕获方法可以容忍校正更大的频率动态范围,在较低信噪比下快速完成码捕获功能.     

基于FFT的高数据率低信噪比下的长码直捕算法

在伪码测距系统中,高信息速率的长码直扩技术可提高通信性能、改善测距精度,但与此同时弱信号的长码捕获存在巨大挑战.为此,提出一种基于FFT技术的长码直捕改进算法,主要包括非连续式码相位搜索和并行载波多普勒搜索策略、基于位同步的全比特相干积累算法和基于频率补偿的时频二维约束Tong判决算法.理论分析和仿真结果均表明,该直捕算法不仅能降低资源消耗、缩短捕获时间、大幅度降低虚警概率,还能消除能量累加时由于比特翻转所带来的影响.所提出的算法可实现虚警概率低于10-6,检测概率大于99.5%,捕获时间小于5 s的盲捕性能.      

改进的双块补零P码直接捕获算法

针对低信噪比和高动态环境下的P码直接捕获问题,本文对传统双块补零算法进行改进,提出一种分段旋转双块补零算法.算法通过分段FFT得到各数据段的频谱;通过频谱的循环移位进行频率斜升和初始频偏补偿,再求出频率补偿后的各段数据与本地伪码的相关值并进行非相干累加;对相关峰峰值进行恒虚警检测和抛物插值.仿真结果表明,本文所提算法与传统双块补零算法相比,检测概率和参数估计精度大致相当,捕获时间降低80%,逻辑运算单元和存储单元分别减少64%和99%.同时给出了不同系统要求下的关键参数选取方法,使算法具有较高的实用性.      

新的非合作直扩信号目标的跟踪测角算法

为完成直接序列扩频信号的非合作目标的跟踪测角,提出一种在单通道比幅单脉冲体制下,提取非合作目标方位角误差和俯仰角误差的算法. 该算法对信号进行延时相乘,检测到信号后,估计出伪码速率. 在一倍伪码速率的频率分量上,完成信号的方位角误差和俯仰角误差的提取. 与现有的直扩信号目标的跟踪测角技术相比,该方法可以完成对非合作目标或者合作目标的跟踪,且可以工作于极低信噪比(-20dB)条件下. 仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于改进循环谱的直扩信号检测方法研究

基于循环谱理论,根据直扩信号与平稳噪声具有不同的谱相关特性,可对直扩信号进行检测,分析循环谱包络在循环频域——谱频域上的分布,能实现载频及伪码速率的参数估计。在有限时间条件下,为实现更低信噪比情况下的信号检测,提出了集平均的频域平滑循环周期图的改进算法,避免了多维搜索,并对算法进行抗噪声性能及统计特性分析,理论表明具有进一步的抑制噪声水平。通过计算机仿真,说明了此法能在低信噪比情况下实现参数估计,并分别证明了数据长度及平滑点数对实验数据的影响,验证了理论分析的正确性。     

直接序列扩频信号的信噪比估计

准确可靠地估计直接序列扩频信号的信噪比,对于辅助完成通信过程中扩频信号的同步捕获及在电子对抗中都具有很重要的意义.针对直接序列扩频信号工作中信噪比较低的特点,提出了一种通过求解接收信号相关矩阵的特征值来估计信号信噪比的方法.分析了在相同数据和随机数据扩频调制条件下接收信号信噪比估计的计算方法,并对于有频差情况下的计算方法进行了说明.计算机仿真结果表明,该方法在低信噪比的条件下具有较强的可靠性.     

卫星移动通信多普勒频移补偿研究

针对卫星通信系统中,多普勒频移过大对通信过程造成严重影响的问题。在传统多普勒频移补偿思想的基础上,通过分析信号传输过程中影响多普勒频移估计值的因素。提出了一种改进的多普勒频移补偿方案。该方案通过使用最大似然估计法对用户链路上的收发信号进行多普勒频移估计。并使用该方案对Iridium系统,GEO（geostationary earth orbit）系统的反向通信链路上的多普勒频移进行计算,得出频率补偿误差。仿真结果表明,当统计点数N=3500,信噪比SNR=8 dB时,经改进后,频率补偿方案在Iridium系统与GEO系统中的频率估计误差与传统频率补偿方案中的频率估计误差相比较,分别降低了50%与42%。因此,改进后的频率补偿方案与传统频率补偿方案相比,多普勒频率估计精度更高,更有利于卫星信号的精确跟踪和解调。     

Costas序列短波MFSK通信时频联合同步方法

针对低信噪比与强多径传播导致短波MFSK信号捕获困难、同步精度低的问题，提出一种基于Costas序列的短波MFSK信号时频联合同步方法。利用Costas序列二维图案优异的自相关特性进行信号检测与同步，将传统的滑动窗口法由时域扩展到时频域，同步获得时间和频率的估计值;为了降低计算量，给出了频偏与时延的精估计方法。仿真结果表明，与传统伪随机码(PN码)同步方法相比，提出的方法具有更好的抗噪声和抗频偏性能。在信号带宽为50 Hz、同步序列长度为1.28 s的ITU-R中纬度短波信道上，该同步方法能够达到98%的捕获率，虚警概率低于10^-2;时间同步误差低于12 ms;频率估计误差低于1 Hz。     

用多码元累加择大判决法快速捕获PN码

针对短帧突发模式下,直接序列扩频(DSSS)系统短时间内以高检测概率捕获PN码相位这一矛盾,提出了一种数字匹配滤波器(DMF)非相干PN码快速捕获算法.在传统的择大判决法的基础上,用多码元累加单元取代逗留验证单元,从而不再需要估计信道,并提高了捕获速度.分析了该算法在QPSK-DSSS系统下的捕获性能以及频差、信噪比、扩频比等因素对检测概率的影响,实测结果证明了该算法可以在宽信噪比范围和一定频偏环境下实现PN码的快速捕获.