多径干扰下GPS弱信号跟踪算法研究

在带有多径干扰的、并且低载噪比的GPS信号下,分析了多径带来的码环误差以及因此引起的伪距误差的原理.在此基础上,考虑在码环跟踪的Strobe鉴相算法中,引入一个修正因子σ,使得码环跟踪时,对一定范围内的短多径起到抑制的作用.由于改进后的跟踪算法没有用到Q路输出,并且原信号为弱信号,因此需要跟踪环路提供好的载波跟踪性能.为此,考虑使用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法来替代原有的载波跟踪环路,提高跟踪环路的噪声抑制性能.在此基础上,将EKF载波环跟踪与修正后的码环跟踪结合起来使用,共同进行多径干扰下GPS弱信号的跟踪.     

高动态场景下GNSS信号自适应载波跟踪算法

相对于城市应用场景,在高速飞行器上搭载的GNSS导航接收机需要承受更大的载波频率动态范围,且测量实时性要求较高,对载波环路的高精度跟踪提出了更高挑战.为此,本文提出了一种自适应载波跟踪算法,在载波跟踪环路中引入模糊控制器,随载波的频率变化自适应调整环路参数,在保证动态适应性的同时提高了测速精度.所提算法利用载波跟踪环路测量值计算模糊控制器的输入变量,采用单输入单输出的Takagi-Sugeno模糊控制模型,实时计算环路滤波器调节系数,具有结构简单且易于实现的特点.本文分别在固定多普勒频率、线性多普勒频率和正弦多普勒频率的场景下进行了分析和仿真.结果表明,所提算法能够在飞行器和接收机间径向运动速度范围±10 km/s,加速度范围±30g,输入载噪比40 dB Hz的条件下,以1 kHz的频率输出径向速度测量值,且测量误差小于3 m/s(1σ).     

新的数据位非相参直扩信号跟踪方法

针对数据位和伪码周期非相参时直接序列扩频信号的跟踪问题,提出了一种新的跟踪方法.该方法采用位同步环、码跟踪环和载波跟踪环同时工作,协同完成数据位、伪码和载波相位的同步.在数据位非相参的情况下,该方法实现对直接序列扩频信号的跟踪.仿真结果表明,设计方法可以有效完成数据位非相参时直扩信号的跟踪.     

单一多径环境下GPS载波跟踪误差建模与分析

为研究伪码多径误差对载波多径误差的影响,文中分析了采用非相干早码减晚码功率型伪码跟踪环时Costas载波跟踪环的载波多径误差,并建立了单一多径下的载波多径误差模型. 所建立的模型表明伪码多径误差对载波多径误差的影响可以表示为多径参数和相关间距对载波多径误差的影响. 理论和仿真分析结果表明,单一多径下载波平均跟踪误差为0,且当相关间距小于一个码片时,载波跟踪误差最大值小于π/2;多径参数对载波跟踪误差的影响较大,而相关间距对载波跟踪误差的影响较小.      

两种抑制载波双边带信号的载波提取方法比较

在介绍平方环和科斯塔斯环实现抑制载波双边带调制信号载波提取原理的基础上,基于Matlab中的Simulink组件,分别给出了两种方法进行该信号载波提取的具体过程,设置了合理的环路滤波器参数和VCO单元的控制灵敏度.通过仿真分析比较了两种方法的可行性和优缺点.结果表明,两种方法提取抑制载波双边带调制信号的载波是可行的,但科斯塔斯环法的抗噪声性能优于平方环法.     

两种抑制载波双边带信号的载波提取方法比较

在介绍平方环和科斯塔斯环实现抑制载波双边带调制信号载波提取原理的基础上,基于Matlab中的Simulink组件,分别给出了两种方法进行该信号载波提取的具体过程,设置了合理的环路滤波器参数和VCO单元的控制灵敏度.通过仿真分析比较了两种方法的可行性和优缺点.结果表明,两种方法提取抑制载波双边带调制信号的载波是可行的,但科斯塔斯环法的抗噪声性能优于平方环法.     

一种快速提取BPSK载波的方法

本文提出了一种用倍频-滤波-自动频率微调(AFC)环路来提取TDMA载波的方案,给出了计算机模拟的结果。在分析环路时延对相位跟踪性能的影响时,给出了一种用线性微分方程进行时延分析的简便方法,并得到了与计算机模拟相一致的结果。实验结果与计算机模拟结果一致。     

一种基于FFT算法M-APSK信号载波参数联合检测

随着卫星通信业务的发展,高阶调制技术逐渐应用于卫星通信中,但载波频率和相位偏差对诸如M-APSK等高阶调制信号的影响很大。在回顾载波同步算法理论的基础上,分析了载波频率和相位偏差对APSK信号系统的影响,采用了一种基于最大似然(ML)准则的数据辅助(DA)载波同步算法,并使用FFT快速运算和三线插值法,对频率偏差和相位偏差进行了联合检测。研究表明,该算法在同步性能和实现复杂度上的性能都比较优越。该算法对卫星通信高阶调制M-APSK信号的同步技术提供了一定的参考价值。     

BPSK信号载波同步方法研究

载波恢复是数字通信系统中一个必不可少的单元,载波恢复中需要严格的同步信号,它补偿了信号在信道传输和解调过程中所造成的频偏和相差.围绕数字通信系统中的载波恢复技术,讨论了通信中的载波同步问题,针对平方变换法及同相正交环法,利用Matlab对这两种方法进行仿真,并对两种方法进行了讨论.     

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.      

基于锁相环的Duffing振子弱信号时域检测方法研究

Duffing系统对特定信号敏感及对噪声免疫的特性,使其在微弱信号检测中有巨大潜在应用。待测信号首先通过锁相环电路得到信号的频率,再被输入混沌检测系统。在Duffing振子检测系统中,策动力变化时系统输出信号时序图呈现同步且规律性变化。据此可判断系统混沌状态,并得到精确的阈值,从而实现待测信号的检测。理论分析及仿真结果表明,较之传统做法,此方法可检测未知频率的信号,更易于实现且节省大量仿真时间,因此在实际应用中具有重大意义。     

一种用于超高频RFID读写器的载波泄漏抑制改进算法

在超高频RFID系统中,评价系统性能的两个关键指标是最大读写距离和识别率。当读写器采用基于单天线的环形器或耦合器隔离方案,由于接收信号和发送信号同频率,发射通路的载波信号会泄漏到接收通路,降低接收机的灵敏度,从而大大降低读写器的性能,严重影响RFID系统的应用。为了解决环形器或耦合器隔离度不高导致的载波信号泄漏问题,常用解决方法是在读写器中增加一个载波泄漏抑制模块,提高收发通路之间的隔离度。本文在原有梯度搜索范围上进行了优化,将IQ复平面的相位多等份分割,以此构造不同相位试探信号快速定位抑制信号相位搜索范围,提供了一种高效载波泄漏抑制信号的产生方式;并且通过与其他常用的载波抑制方法的对比分析,证明了改进算法的高效性。     

微弱信号检测的一种改进小波分析方法

针对小波变换去噪时对微弱信号不敏感,特别是在信号分类检测时检测效果不理想的问题,提出了采用小波熵应用于信号检测的技术.该技术的主要原理是利用小波分析矩阵相应稀疏程度去抑制信号的无关成份,其中小波系数熵确定噪声阈值,小波相关系数熵确定边界轮廓,实现信号准确定位.最后通过数值试验证明其效果好于常规小波变换模极大值的信号检测法,证明了该方法检测微弱信号边缘特性更切实有效.     

微弱瓦斯信号检测的原理和方法

瓦斯是发生在煤矿中重大自然灾害的根源之一,瓦斯爆炸严重威胁到煤矿作业人员的生命安全,影响煤矿的正常生产。实时准确地监测煤矿瓦斯气体浓度对保障安全生产具有十分重要的意义。本文采用相敏检波原理与DSP实现数字低通滤波相结合的方法来检测微弱的瓦斯浓度信号。     

光伏系统中一种改进MPPT算法的研究

针对传统扰动观察法存在功率振荡和误判的问题,提出了一种功率预测与自适应变步长相结合的扰动观察法。自适应变步长能够按照P-U特性曲线的斜率自动改变步长,进而解决传统扰动法跟踪速度与跟踪精度不能兼顾和稳定后功率波形振荡较大的问题。当光照强度发生剧烈变化时,功率预测法能够根据P-U输出特性曲线进行预测,进而达到消除误判的问题。在MATLAB/Simulink中搭建光伏系统MPPT仿真模型,并对改进扰动法和传统扰动法进行仿真对比,结果表明,改进的扰动法能够克服传统扰动法存在功率振荡和误判问题,可以使光伏系统快速、准确地实现最大功率点跟踪控制,并使之稳定运行在最大功率点处。     

一种精度改进的短时匹配滤波器和FFT的高速捕获算法

针对传统的短时相关和FFT(Fast Fourier Transform:快速傅里叶变换)相结合的高速信号捕获算法的优点以及不足之处,在该算法的基础上,提出了一种可以获得更高的捕获精度并且不需要大量增加FFT点数方法。该方法在获得相同的伪码精度的条件下,可以大大提高对载波多普勒频移的估计。仿真结果证明了该方法的正确性。更精确地捕获精度保证了GPS接收机能成功地进入跟踪状态。     

强噪声下微弱信号处理方法研究

机械设备中信号检测时有用信号比较微弱且存在较强的噪声,给信号检测与处理带来了一定的困难。针对这个难题,采用相关检测、自适应滤波器等微弱信号检测方法,从噪声中检测出微弱信号。首先介绍了相关检测法与自适应滤波器的基本原理,重点阐述相关检测法与自适应滤波器结构及去除噪声干扰的方法,分别用时域与频域方法对微弱信号进行提取。最后在机械实验台上进行验证,实验结果表明：相关检测法与自适应滤波器均能去除干扰信号,提取到有效信号。     

基于载波异常监测的窃电行为判断方法研究

为解决反窃电中窃电报警准确性低、及时性差与取证难的问题,从现场电能计量装置异常工况特征分析入手,提出一种新的基于载波异常监测的窃电行为判断方法。依据电能统计理论把窃电方法划分成降低电压的欠压法、降低电流的欠流法和更改相位的移相法,依次分析三种窃电方法的特征,实现现场电能计量装置异常工况特征的提取。利用载波技术传输现场视频信息,以实现窃电现场视频取证及异常数据信息传送等问题为出发点,逐步研究分析,建立利用电力线载波进行视频信息传输中继与现取证的系统架构。将电力载波芯片LME2980看作载波通信模块的芯片,设计载波通信模块,介绍了载波通信方法。应用实例及性能测试结果表明,所提方法实用性强,解决了反窃电工作中最迫切与亟须解决的主要问题:(1)准确性(窃电不误报);(2)及时性(窃电立刻报);(3)有效性(解决取证难)。     

一种WCDMA基带信号处理方法的研究

无线基带信号的多模处理是目前宽带移动通信发展的趋势,WCDMA系统中典型的基带信号计算为有限序列的互相关运算。采用快速傅里叶变换(FFT)完成了WCDMA多径检测典型基带信号处理,与LTE基带信号典型的FFT运算统一,实现了WCDMA和LTE多种无线制式的基带多模共享处理资源。实验仿真结果表明,该方法在性能和计算量上都能满足实际应用需求。     

基于遗传算法的舰载机保障流程研究

根据舰载机多机、多保障设备的特点,建立了机务保障模型。给出了遗传算法的流程。应用双层编码格式进行了个体编码,使遗传算法在可行解的基础上减少了搜索运算量,同时防止了群体规模过大。设计了选择、交叉和变异操作。结合具体实例进行了仿真计算。运行结果显示,方法可行,可以直观给出保障设备和飞机的保障流程方案,效果较好,验证了其在舰载机机务保障方案设计中的适用性。