XFAST长码直捕算法参数优化设计

提出一种以单位码相位搜索计算量最小为优化目标,捕获概率和虚警概率确定条件下的XFAST参数优化算法。首先研究存在伪码多普勒条件下的XFAST算法的捕获概率和虚警概率的精确解析表达式,其次对单次XFAST搜索相位数进行分析,在此基础上计算搜索单位相位所需计算量。并给出了在载波多普勒不确定度固定-6~+6 kHz和载噪比固定46 dBHz条件下的捕获单位计算量最小的参数优化设计,可以实现捕获概率为95%,虚警概率为1×10-6的性能,最后通过仿真结果验证了本文理论优化算法的正确性。     

频域分段相干累加法在P码直捕系统中的应用

论文提出将频域分段相干累加法应用于P码直捕系统。首先对算法进行了介绍,然后给出了应用此算法的P码直捕的实现方案,分析了在高动态环境下其对硬件资源及工作速度的要求,研究表明应用频域分段相干累加法的P码直捕系统能够适应高动态环境,且大大节省了硬件资源。     

均值分组块补零P码直捕算法原理及实现

P码是长周期精密测距码,主要用于提供精确定位服务。提出了基于FFT的均值分组块补零P码直捕算法,通过直接平均法来降低运算量,用分段重叠补零法将连续的相干积分分解成普通的循环相关,对接收码和本地码的FFT结果缓存,用FFT结果的圆周移位代替多普勒频移搜索。硬件实现时采用双DDR2SDRAM缓存,32K点FFT单核复用的架构,详细描述了算法在FPGA上实现时的逻辑功能划分、核心子模块功能及具体实现方案。通过ModelSim仿真验证,算法提高了数据利用率,减少了捕获时间。     

低信噪比下GPS信号P码直接捕获技术

对扩展复制重叠捕获技术和均值法,两种当前P码捕获频域处理的典型方法进行了性能分析和比较. 基于均值法提出一种最小资源P码直接捕获硬件实现方法,进行硬件系统设计和实现,对P码捕获的性能进行实际测试. 结果表明,在满足低信噪比捕获概率情况下,相对扩展复制重叠捕获技术和直接FFT法,均值法降低资源消耗,缩短捕获时间,达到设计指标要求.     

低信噪比下图像传输的纠错编码方法

针对数字图像无线通信系统中低信噪比下图像质量的门限效应,提出了一种基于tent map混沌系统的高阶量纠错编码方法。仿真实验中与LDPC(low-density parity-check)码、镜像Baker码对比发现,压缩图像经LDPC码处理后出现门限效应,且信噪比低于2.2dB时,图像的峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)急剧下降,而高阶量纠错码图像的PSNR随信噪比(signal to noise ratio,SNR)呈线性变化;与镜像Baker码相比,高阶量纠错码图像的PSNR有5dB的增益,并提高了编译码效率和带宽利用率,具有较强的纠错能力和较低的编译码复杂度。     

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.      

一种低信噪比下长伪码序列快速捕获方法

为解决低信噪比下长伪码序列快速捕获问题,提出一种基于迭代消息传递算法的快速捕获方法.通过证明m序列是一种特殊的线性分组码,将m序列用Tanner型因子图表示,然后在得到的图模型上迭代运行消息传递算法来估计m序列的初始相位.在低信噪比下的分析和仿真结果均表明:该算法能稳定工作.相比混合捕获算法,其检测性能下降了大约5 dB,但其平均捕获时间约为同条件下混合捕获方法的1/10,其计算复杂度仅为传统捕获算法的几十分之一.     

高吞吐率可变长码解码器的设计与实现

可变长码是视频压缩中常用的熵编码方式,因为码字的长度不固定,可变长码的解码器设计往往是整个视频解码器的难点之一.针对视频解码对可变长码解码器解码速率的要求,提出了多路并行解码的方案,排除了长度信息的反馈迟延对解码速率的制约.对解码过程中使用的分组信息表和解码符号表进行了改进,提出伪基础地址查表的方法,使分组信息表相对于同类解码器占用存储资源减小1/3,运算也相应简化.本方案可以在时钟频率为74.25 MHz的FPGA平台工作,可成为高清晰度数字电视解码器的组成部分.     

低信噪比下时频联合的载波同步算法

针对短突发通信在低信噪比下编码辅助同步算法存在估计精度低和同步范围小的问题,提出了一种时频联合的载波同步(JTDFDCY)算法。首先采用频域估计算法、时域估计算法和最大似然(ML)算法对导频信号进行处理,得到频率粗估计值和相位粗估计值;然后用频率粗估计值和相位粗估计值对接收信号进行补偿,并对补偿后的信号进行解调解码、重新编码、基带调制,得到软判决符号;最后采用时域相关和算法和ML算法对软判决符号进行处理,得到频率细估计值和相位细估计值,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明:JTDFDCY算法在低信噪比下的粗估计能够兼顾频率估计范围和估计均方根误差的要求;当归一化频偏在(-0.5,0.5)范围时,仅利用6.1%的导频开销即可将系统的性能损失控制在0.1dB以内。     

基于最优化搜索的迭代载波同步算法

码辅助的迭代同步算法将编码增益引入到同步环路中,能够有效实现低信噪比环境下的载波同步。针对低信噪比条件下码辅助同步算法存在参数估计范围小的问题,提出了基于最优化搜索的迭代载波同步算法。该算法通过研究载波偏差与译码软信息的关系,得出一种较简单的评价函数,再利用均匀搜索方式结合改进的Powell算法来获取同步参数的最佳估计,以实现准确的载波恢复。仿真实验验证了该算法在低信噪比条件下,能够有效补偿载波偏移,且具有较大的同步范围,在一定迭代次数之后可逼近理想同步。     

P码直捕的搜索策略与参数设计

研究低信噪比和高动态环境下P码直接捕获算法的搜索策略与参数设计.利用非相干积累与峰值位置约束的唐判决算法,增强灵敏度性能;提出了一种改进的搜索策略,将时域不确定范围分段,以适应高动态环境;通过一个实例介绍算法参数设计的方法,优化了单次检测概率、虚警概率、非相干积累次数、唐检参数与时域分段数.仿真结果表明,改进的搜索策略降低了漏检概率达30%;设计的参数可以在接收信号功率为-133 dB(mW量级),运动速度为900 m/s,加速度为20g,时间不确定范围为±1 s的情况下,虚警概率低于10-7,检测概率大于90%,捕获时间低于50 s.     

基于整数规划下遗传算法的P码直接捕获算法优化

P码直接捕获算法包含诸如平均点数、相干积累时间、非相干积累次数、频率步进量、唐检参数及快速傅里叶变换(FFT)运算单元数等10多个参数. 当在算法检测概率、虚警概率和捕获时间满足要求的约束下,对算法消耗的多种资源进行优化时,具有多约束、多变量、非线性和整数取值等难点. 为解决如此复杂的参数优化问题,提出一种整数规划下遗传算法应用于P码直接捕获算法. 该方法借鉴遗传算法的思想,并考虑P码直接捕获算法参数的整数取值要求,适合各种条件下的算法参数优化. 数值分析结果表明,该方法获得了最优的参数值,有助于实际应用.      

一种新的基于FFT的直扩信号快捕方法设计与实现

为解决高动态、猝发式直扩通信系统中全数字接收机快速同步的问题,提出了一种新的基于FFT技术的直扩信号快捕方法。该方法在用匹配滤波器捕获伪码后,通过两级低阶FFT变换实现载波多普勒频偏的估计和补偿。实验结果表明,该方法可以很好地实现高动态猝发式扩频信号的捕获,并且可以有效地节省硬件资源。     

基于谱范数和CPAST算法的周期长码直扩信号PN序列估计

针对周期长码直接序列扩频(DSSS)信号的伪噪声(PN)序列盲估计问题,提出一种新的谱范数和约束投影逼近子空间跟踪(CAPST)算法相结合的PN序列估计算法。算法首先根据最大化分段协方差矩阵的谱范数法,估计出PN序列的同步点;然后利用CPAST算法,分别估计各子段的PN码序列;最后按照一定顺序拼接成完整的周期长码PN序列。算法具有运算量小、复杂度低、实时处理及硬件实现的优点。仿真结果表明,在较低的信噪比情况,该算法能够有效地估计出同步点和PN码序列。     

一种低信噪比下LFM信号参数快速估计算法

为了对线性调频(LFM)信号参数进行快速、准确的估计,提出了一种新算法.该算法根据LFM信号当能量一定时在相同时宽范围内频谱幅度平方与调频斜率成反比的特点,通过对若干组快速傅里叶变换(FFT)结果进行模值选大,同时给出了起始频率和调频斜率的估计.仿真结果表明,通过合理设置算法参数,算法可以用于信噪比低至-38dB的LFM信号的参数估计.     

一种直接序列扩频系统的大频偏二次捕获算法

研究多普勒频偏大于码元速率的扩频信号捕获问题和大频偏估计的模糊问题,提出了一种扩频系统的大频偏二次捕获算法,并提出了二次捕获概念.该算法采用时频并行搜索的大频偏估计完成频偏预估计和补偿,将准基带信号的频偏预估解扩值进行预处理后构造相邻频点,并依据该频点对输入信号进行二次捕获消除频偏粗估计的频点模糊,完成大频偏下的正确捕获输出原始数据信息.仿真和实测结果表明,该算法采用时频并行搜索的大频偏预估计、FFT细频偏估计与二次捕获相结合的方法可以有效缩短二次捕获的时间,满足大频偏下载波快速同步要求,提高了低信噪比通信环境下的捕获概率,算法实现简单、灵活,频偏估计精度高.     

基于二次编码的北斗信号二次捕获算法

针对恶劣环境中微弱北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)信号捕获难度大的问题,结合北斗采用的二次编码与主码的分层结构,提出北斗信号二次捕获算法.在主码层面进行并行捕获,而后在整个二次编码周期上进行二次捕获,以去除二次编码对积分时间的限制延长积分时间,达到提高接收机灵敏度的目的.实验仿真证明该算法提高了捕获能力4 dB,同时降低约30%的运算量.      

基于FFT的直扩系统中窄带干扰抑制技术研究与实现

针对直接序列扩频系统中窄带干扰问题,介绍了基于FFT的干扰抑制算法.根据直接序列扩频信号与窄带干扰信号在频域能量分布不同这一特性,利用快速傅立叶变换实现窄带干扰信号的实时检测和抑制.采用VHDL硬件描述语言对算法进行基于FPGA实现的可综合的描述.最后在硬件测试平台上进行性能测试,结果表明设计能有效抑制直接序列扩频系统中的窄带干扰.     

基于DSP的高速数据采集系统的研制

介绍一种以TMS320VC5402DSP为核心处理器的高速数据采集系统,该系统可同时对多路模拟信号进行数据采集,各通道采样率同时同步可达1MHz。经过高速处理器的实时处理,通过PCI总线将数据传送到上位主控计算机端,作进一步处理与分析。该系统可以广泛应用于多通道模拟信号高速采集的场合。