短波跳频FH/QDPSK系统信道自适应监测的研究(Ⅱ)

基于短波跳频FH/QDPSK系统的FFT解调,利用FFT解调的结果,提出了在瑞利衰落信道中对信道的BER进行实时自适应监测方法,该方法利用伪错监测及其非线性外推较好地解决了在较短的监测时间内获得较为精确的监测结果。模拟结果表明,采用伪错的非线性外推算法,其估值的最大绝对误差不超过0.28,最大相对误差不超过12.1%。     

基于采样率变换与FFT的GPS系统C/A码捕获改进算法

针对全球定位系统民用粗码信号快速捕获算法速度慢、不易于硬件实现的不足,提出了基于采样率变换和FFT的GPS信号C/A码捕获算法。利用采样平均的方法把采样率为5Msps的输入信号降低为1.024Msps,然后利用FFT进行粗捕,得到粗略的伪码相位,最后对粗略的伪码相位周围的原始数据进行循环相关处理得到精确的伪码相位估计值,降低了对后续跟踪环的动态要求。仿真结果表明该算法运算量小可以快速实现C/A码的粗捕,得到高精度的捕获结果,同时该算法可以利用现有1024点的FFT处理核(IP),便于在硬件上实现。     

基于ZoomFFT的水声OFDM信号解调算法

为解决快速傅里叶变换(FFT)栅栏效应对水声正交频分复用(OFDM)通信系统解调性能的限制问题,提出基于选带傅里叶变换(ZoomFFT)的水声OFDM通信解调算法.将接收信号经过移频、降采样等处理得到其细化谱,提高频谱分辨力,削弱栅栏效应;同时对信道响应进行细化处理,基于最小均方误差(MMSE)原理构造信道均衡算法,消...     

一种基于信道外推的预编码方法

为了解决多天线(multiple input multiple output, MIMO)系统中因反馈延时带来的预编码码字和信道之间不匹配问题,提出了一种基于信道预测的预编码方法。该方法通过当前时刻和之前两个时刻的信道,利用外推方法,预测未来时刻的信道,使用预测信道,选择预编码码字并反馈到发送端,以补偿反馈延时的影响。仿真结果表明,该方法有效地减小了反馈延时带来的性能损失。     

基于码域频域FFT的伪码捕获的改进与实现

在一个数据周期内嵌入M个周期为N的伪码序列,对该数据周期内的伪码序列以伪码周期为间隔进行抽取,得到长度为M的N个新序列,并组成一个N×M的矩阵,然后对该矩阵的每一行进行频域FFT,每一列进行码域FFT,这样就能同时在频域和码域中应用FFT进行伪码捕获,避免了因步进搜索而造成的捕获时间增加.仿真表明了该方法的有效性,并对仿真结果进行了理论分析,给出了硬件实现方案和测试结果.     

基于抗差扩展卡尔曼滤波和外推-积累的RAIM方法

为了提高接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring, RAIM)算法对微小缓变伪距偏差的检测能力,提出一种基于抗差扩展卡尔曼滤波和外推-积累的RAIM方法。该方法结合了新息外推法和累积历元法在检测微小缓变伪距偏差上的优势,即在新息外推法的基础上,累加多个历元的检验统计量,来更有效地检测微小缓变伪距偏差;同时,利用抗差扩展卡尔曼滤波对偏差进行抗差处理,提高了定位精度。仿真结果表明,相比较于传统RAIM方法、新息外推法以及累积历元法,新的RAIM方法均提高了对微小伪距偏差正确检测的概率,缩短了对缓变伪距偏差的检测延时,且经过伪距偏差修正后定位精度提高。     

基于重构信道的组分层空时系统接收天线选择

针对采用排序的串行干扰消除检测的组分层空时系统,提出了基于重构信道QR分解的接收天线选择算法,该算法用子信道Frobenius范数排序代替Moore-Penrose伪逆行范数排序得到置换矩阵,降低了计算复杂度.并给出了基于重构信道的快速算法,该算法比常规信道快速算法具有显著的性能提升.仿真分析表明,该算法在中断容量上与最大容量算法接近,重构信道QR分解算法与基于伪逆排序方法性能相近,重构快速算法性能稍有下降,但复杂度更低.     

基于OFDM的水声通信非一致多普勒补偿方法

当多径信道各径多普勒因子不一致时,传统的多普勒补偿技术会带来较大的残余误差。针对此问题,通过理论推导提出了一种针对水声多径信道存在非一致多普勒扩展的补偿方法。该方法采用多次内插与快速傅里叶变换相结合的算法,首先通过对接收信号进行单次重采样预处理以降低多普勒因子大小,再利用等效信道参数估计模型,获得信道统计量后进行正交频分复用解调,实现非一致多普勒补偿。仿真结果表明,所提方法在信道信息已知与未知的条件下,都具有较高的补偿性能,特别是在非一致多普勒扩展比较严重的情况下,其优势更加明显。     

GPS软件基带信号处理与定位实现

在GPS软件接收机架构下,基于计算机MATLAB软件平台,利用实际采集的GPS中频信号,在普通计算机上实现了一个硬件接收机的所有基带信号处理以及导航解算功能：详细介绍了FFT相关捕获方法,经典载波、伪码跟踪环设计;对于接收机中最重要的伪距计算环节,给出一种完全不需要本地时间,而仅利用采样数据,根据由捕获和跟踪得到的观测量,提取出各卫星帧头到达天线的时延差,从而计算伪距的方法,最终实现了定位解算。实验结果表明,利用真实GPS中频数据,可以在GPS软件接收机架构下,完成全部基带信号处理以及定位解算等完整过程,完全实现一个接收机功能,并适合精密单点定位、多模接收机等算法开发。     

GMSK+PN的遥测与测距互干扰抑制方法

针对基于最小高斯频移键控+伪码(pseudo-noise code, PN)测距的遥外测体制存在遥测数据和测距信号相互干扰问题,提出一种干扰抑制方法。接收机在遥测解调前,通过负反馈环路将本地重新生成的测距信号与接收信号进行相关处理,去除接收信号中的测距信号,以提高遥测信号信噪比;遥测数据解调后进行信道译码,降低误码率,提高重建的测距信号质量。经仿真得到了遥测误码率、PN捕获时间和测距精度。结果表明,采用干扰抑制方法后,有效抑制了测距信号对遥测的干扰,减小了遥测误码对测距性能的影响,提高了遥测误码率性能、PN捕获性能和测距精度。     

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.     

基于加窗PMF-FFT的扩频信号捕获算法研究

介绍了基于FFT的伪码捕获算法,分析了部分匹配滤波(partial matched filter,PMF)积分时间长度的选择依据.提出一种加窗PMF-FFT的伪码捕获改进算法,该算法在PMF过程中采用汉宁窗对数据加权后进行积分,然后做FFT谱分析.详细分析了改进算法的性能.理论分析和仿真结果表明,与原有的算法相比,改进算法在相同FFT峰值衰减时,能够有效增大PMF的积分时间长度,减少FFT运算量,而在相同PMF积分时间长度时,能够有效降低FFT输出的峰值衰减,减小频谱泄漏,从而提高捕获性能.     

OFDM系统中相位噪声的自适应补偿技术及性能仿真

相位噪声对正交频分复用OFDM系统的性能有着关键性影响,其产生的通用相角错误CPE会使信道失真系数逐符号旋转,因而必须采用逐符号更新信道估计值的方法。提出了一种基于判决反馈的低通滤波算法来克服CPE所产生的信道旋转并提高信道估计的性能。该方法可通过导频子载波估计CPE所产生的信道旋转,并将解调后子载波的判决值通过低通滤波的方式降低信道估计的方差。文中采用了归纳法对该算法进行了理论分析,分析结果和仿真均证明了该算法的有效性,以及在计算量,收敛性方面的优势。     

非平稳时序分析在GPS伪距观测值建模中的应用

伪距观测值的仿真建模在GPS系统分析、误差消减等方面有很广泛的应用,原有的一些建模方法得到的仿真结果误差不能满足特定应用的需要.为此,提出了一种利用非平稳时间序列分析的方法,以达到减小仿真误差的目的.该方法通过对实际采集的GPS伪距数据的特征进行分析,采用自回归-求和-滑动平均(ARIMA)模型建模,并运用逆函数法对模型参数进行估计,最后通过Matlab编程进行了仿真,仿真结果表明利用该统计模型得到的仿真伪距与实际测量值的误差不超过3米,得到了较为满意的效果.     

时延-多普勒频移对伪码捕获影响的性能分析

在扩频信号处理中,伪码的捕获一般通过相关来实现。以m序列为研究对象,首先针对一种典型的相关过程分析了其时延、多普勒频移对相关的联合影响,结论表明两者耦合影响非常小,几乎可忽略不计。在此基础上提出另一种利用FFT进行能量积累的伪码捕获方法,该方法相对一般相关可对多普勒进行补偿,并可得到时延-多普勒频移的联合二维估计。     

利用FFT/WFFT-DWT提高雷达处理增益的性能分析

当目标的多普勒频率与FFT滤波器组不精确匹配时,会产生FFT的高副瓣现象。利用加窗FFT可以抑制副瓣,但降低了主瓣信噪比。在WFFT输出端利用离散小波变换(discrete wavelet transform,DWT)可以改善雷达处理增益(processing gain,PG),推导了单边形式WFFT-DWT的处理增益公式,并利用FFT/WFFT-DWT进一步提高雷达处理增益。检测性能分析表明,FFT/WFFT-DWT在存在频率偏移时有比FFT/FFT-DWT和FFT更好的检测性能。     

基于控制参数估计的再入滑翔目标智能轨迹预测算法

再入滑翔目标的轨迹预测是一项困难且具有意义的技术, 现有利用简单函数拟合控制参数进行轨迹预测的方法, 拟合精度不高且对数据的关联性不强。针对该问题, 本文结合长短期时序网络提出了基于控制参数估计的智能轨迹预测算法。首先, 通过设计快速轨迹生成算法, 结合攻角走廊模型快速生成大量机动轨迹, 构建数据集。然后, 建立了包含末点修正网络、控制参数修正网络及预测网络的智能轨迹预测框架, 利用数据集对关键控制参数的变化规律进行学习。最后, 结合目标运动模型积分外推实现轨迹的准确预测。仿真结果表明, 所设计的预测算法在不同机动模式下的预测平均误差不超过1.4 km, 最大误差不超过2.5 km, 能够实现轨迹的快速预测, 且对大气扰动造成的模型不确定性具有一定的鲁棒性。     

二次正交解调算法及内建自测试的实现

在阵列信号采集系统中,为了获得48路多频段高频窄带信号的特征,提出了阵列信号正交解调的方案。详细比较了实现正交解调的两种计算方法,提出了阵列信号的"二次正交解调"算法以实现系统的实时信号处理,并给出了在FPGA中阵列信号"二次正交解调"的实现方案。采用内建自测试的方法对"二次正交解调"模块和数据传输通道进行验证测试,在单频正弦信号的基础上叠加伪随机序列作为测试激励,DSP作为响应分析器验证信号特征。通过FPGA实现并验证了"二次正交解调"算法和内建自测试的有效性。     

一种快速高效的无线信道实现方法

提出了一种快速高效的基于IIR滤波器的无线信道实现方法。根据所需生成信道功率谱,IIR滤波器在频域用LMS(最小均方)算法进行优化设计,这种方法适用于任意的功率谱;通过线性内插和抽取,可实现任意带宽的时变无线信道。仿真表明在Clarke均匀散射Rayleigh信道假设下,新方法的二阶统计特性与传统无线信道生成方法如SOS(正弦波叠加)、FFT滤波以及AR滤波法等完全一致,但新方法的滤波器阶数可以做到很低,因此具有快速高效的优点。另外,提出的方法适合非均匀散射环境的信道设计,文章最后讨论了新方法在非均匀散射环境的仿真实现。     

UWB信道下的TH-PPM多径多址解调性能分析

分析了超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统在信道同时存在多径、多址干扰,及加性白噪声条件下的相干解调性能,给出了TH-PPM调制在高斯近似下的相干解调BER(biterrorrate)解析公式,分析了采用S-Rake接收下的BER性能,给出了解析表达式。为验证解析式的有效性,对比了系统仿真与解析数值计算的结果。并通过IEEE多径信道模型CM1~CM4、Rake插指数、不同的多址用户数等方面,详细分析和计算了TH-PPM的BER性能,给出了性能曲线。获得的结果为UWB室内高速多址通信系统的设计提供了依据。