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.     

低信噪比高动态信号的大载波频偏捕获算法

针对低信噪比高动态信号的载波频偏捕获提出了一种新的算法即谱线平移算法。首先,介绍了现有的大载波频偏捕获技术,分析了其不能适应高动态信号捕获的原因;其次,分析了载波频偏及其变化率对载波频偏捕获的影响,主要考虑多普勒频移变化率对信号捕获的影响,它将严重限制低信噪比情况下对载波频偏估计时非相干累加的次数,在此基础上,提出并研究了适应低信噪比高动态信号大载波频偏捕获的谱线平移算法,并对算法进行了性能仿真,表明其具有2~3 dB的改善增益,与最大似然算法相比具有一定优势。     

扩频接收机的载波捕获跟踪算法的优化与实现

提出一种基于现场可编程门阵列的数字化扩频接收机的设计方案,并针对接收机中的捕获跟踪算法进行优化和实现;捕获过程分析采用基于快速傅里叶变换并行相关的方案;跟踪环路中采用二阶锁频环(FLL)辅助三阶锁相环(PLL)的载波跟踪环路,以实现在高动态环境下的载波同步;引入判决因子,调整FLL的断开时机,提出带宽调整的策略优化跟踪环路以提高跟踪环路的准确性。结果表明,在信号的信噪比为5 d B,码速率为1 kbps,多普勒频偏为±2 MHz,加速度为±800 Hz/s时,频率估计误差小于1 Hz,实现了高动态的微弱信号精确捕获跟踪。     

一种卫星通信多普勒频偏快速捕获和跟踪算法

为降低Ka频段卫星移动通信中的信道误码率,该文基于π/4-DQPSK调制方式推导了一种多普勒频偏的捕获方法.在跟踪阶段利用自回归模型对有色噪声建模,并利用卡尔曼算法对噪声进行滤波.仿真结果表明:随着时间的推移,参数估计值与实际值之间的误差均方值越来越小,且噪声模型的参数在很短的时间内就达到较高的估计精度;在多普勒频偏跟踪阶段,随着跟踪时间的加长,多普勒频偏的估计值逐渐收敛到理论值;该文提出的多普勒频偏跟踪算法切实可行,卡尔曼算法保证了跟踪阶段频偏估计值的稳态收敛.     

全球定位系统预解扩延时相乘捕获算法

针对全球定位系统(GPS)信号捕获中延时相乘捕获算法检测率低的问题,提出一种预解扩延时相乘捕获算法,以提高信号捕获的检测率.首先对信号进行码相位搜索和解扩,然后在延时相乘操作前、后分别使用窄带滤波器来减小噪声带宽和功率,以提高信噪比和检测率.通过蒙特卡罗方法对其检测率特性进行仿真.结果表明,相比于延时相乘捕获算法,该算法检测率明显提高,并且保持了捕获过程中不受频偏影响的优势.在软件接收机中应用该算法对GPS信号成功捕获,证明了算法的有效性.     

基于FFT的GPS信号快速捕获算法研究

GPS信号捕获是GPS接收机信号处理的关键技术之一,选择合适的捕获方法对接收机的工作性能有很大改善.传统的串行捕获算法计算量大,捕获时间长,无法满足GPS接收机实时处理的要求,而基于FFT的GPS信号快速捕获算法弥补了串行捕获算法的不足.通过MATLAB仿真对基于FFT的GPS信号快速捕获算法进行了仿真实验,并采用Monte Carlo方法对算法的频偏及码偏估计性能进行验证.仿真结果验证了FFT捕获算法的有效性和可靠性.     

PMF-FFT 算法的多普勒频偏估计精度研究

针对PMF-FFT伪码捕获算法在高动态环境下出现的扇贝损失和多普勒频偏估计精度不足的问题,通过对PMF-FFT捕获算法的分析,提出PMF-FFT和Sin C函数内插相结合的捕获算法。通过Sin C函数插值对FFT后的功率谱最大值进行校正,提高最大幅值,得到了更为精确的多普勒频偏。最后通过计算机仿真验证了该方法的可行性。理论分析和仿真结果表明,在PMF积分时间长度相同时,所提算法能够在较低信噪比下减小FFT输出后的峰值衰减,减小频谱泄漏,提高多普勒频率的估算精度,精度较原算法提高了20 d B左右。     

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.     

高阶QAM的载波恢复方法研究

文章针对高阶正交幅度调制(QAM)的调制解调系统对载波偏移的敏感性,采用一种基于扫频环路、极性判决算法、直接判决(DD)和导频相结合的载波恢复方法。扫频和极性判决算法的频偏捕获范围大,相位抖动也较大,DD算法捕获范围较小,一般只达到系统符号率的±3%,相位抖动也较小。系统将扫频和极性判决算法联合用于载波频偏的捕获阶段,将DD算法用于频偏的跟踪阶段来纠正捕获阶段的残留频偏,同时加入导频加快了载波环路的同步速度。Matlab仿真结果表明,该算法性能可靠,频偏捕获范围大,可达系统符号率的±10%且捕获时间短,相位抖动小,稳定度高,能够快速准确地恢复载波。     

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.     

基于FPGA的GPS信号频域捕获算法设计及其实现

GPS信号捕获是GPS接收机的关键技术,针对常用的GPS接收机中采用的串行滑动相关捕获技术速度慢的缺点,设计了基于FPGA的频域快速捕获算法.与传统的时域相关捕获算法相比,采用FFT技术的频域捕获算法可以快速捕获到多普勒频移及C/A码相位延时.同时使用了系统级建模工具System Generator设计快速捕获算法的FPGA硬件方案,并采用时分复用的方式使每次相关运算共用一个FFT核,节省了大量的硬件资源.     

低轨卫星多普勒频移特性几何估计算法

为了能实时准确地计算低轨卫星的多普勒频移,提出了一种适用于不同偏心率的低轨道卫星多普勒频移几何计算方法.该方法无需地面终端经纬度位置及卫星实时坐标,仅由卫星轨道参数及终端处最大可视仰角即可得到当前可见窗内多普勒频移特性.算法计算过程简单、复杂度低、利于片上编程,仿真结果及数值分析均表明该算法具有较高的精确度,可为卫星通信接收机多普勒频移估计与补偿提供先验信息.      

Active optical clock based on four-level quantum system

Active optical clock,a new conception of atomic clock,has been proposed recently.In this work,we propose a scheme of active optical clock based on four-level quantum system.The final accuracy and stability of two-level quantum system are limited by second-order Doppler shift of thermal atomic beam.To three-level quantum system,they are mainly limited by light shift of pumping laser field.These limitations can be avoided effectively by applying the scheme proposed here.Rubidium atom four-level quantum system,as a typical example,is discussed.The population inversion between 6S 1/2 and 5P 3/2 states can be built up at a time scale of 10-6 s.With the mechanism of active optical clock,in which the cavity mode linewidth is much wider than that of the laser gain profile,it can output a laser with quantum-limited linewidth narrower than 1 Hz in theory.An experimental configuration is designed to realize this active optical clock.     

CDMA信号的联合参数估计

为了克服移动通信环境中信号在不同域（时间,频率,空间）的扩展对通信传输的影响,针对阵列信号处理技术中对信号波达方向（空间）、传输时延（时间）以及多普勒频移（频率）等参数进行联合检测和估计的方法,基于CDMA信号,采用传统的阵列信号高分辨技术,利用移动通信特有的空时频信道模型,提出一种能同时估计波达方向、信号传输时延和多普勒频移的联合算法,理论分析和计算机仿真结果验证了该算法的有效性,结果表明该算法结构简单,分辨率高,有较高的估计精度．     

可纠正多普勒频率误捕的扩频信号捕获改进算法

针对直接序列扩频信号捕获过程中可能存在的多普勒频率误捕问题,提出一种可纠正此误捕问题的伪码捕获改进算法. 该算法利用首次捕获得到的伪码相位估计值对接收信号进行解扩,再通过快速傅里叶变换(FFT)对解扩后的信号进行多普勒频率估计,将首次捕获的多普勒频率估计值与FFT结果幅度最大值对应的频率点进行比较,判断是否发生了多普勒频率误捕,如果发生误捕,进行纠正,给出正确的多普勒频率估计值. 仿真结果表明,该算法能有效纠正多普勒频率误捕问题,得到正确的捕获结果.     

水声通信变步长自适应多普勒补偿

针对水声通信中信号收发双方相对运动引起的多普勒效应,对于QPSK调制信号在自适应多普勒补偿的基础上提出一种变步长自适应多普勒补偿算法.该算法根据接收信号的均衡误筹和相位估计,调节多普勒跟踪步长,估计出多普勒效应,通过线性插值法对接收信号进行多普勒补偿.通过计算机仿真,将其与恒定多普勒跟踪步长的自适应多普勒补偿方法进行了性能对比,结果显示该方法能够较好估计出多普勒效应,提高了接收性能.     

GRAS误差对大气折射率廓线反演精度影响仿真研究

利用EGOPS软件仿真研究了多普勒偏差、多普勒频移、时钟稳定性/单差分、接收机噪声和局部多路径等GRAS误差对GNSS无线电掩星反演大气折射率廓线精度的影响。选择了一个上升掩星事件和一个下降掩星事件进行模拟分析,结果表明：误差最大值大部分出现在平流层顶附近,其中多普勒偏差引起的折射率相对误差最大值接近1%,多普勒频移引起的折射率相对误差最大值小于0.2%,时钟稳定性/单差分引起的折射率相对误差最大值接近0.8%,现实接收机噪声引起的折射率相对误差最大值超过了3%,局部多路径引起的折射率相对误差最大值小于1%。经讨论分析认为：对于高质量的无线电掩星大气廓线反演,仪器误差源中最主要的是接收机热噪声、时钟稳定性/单差分和多普勒偏差。     

基于UKF算法的高机动机载平台多普勒频移估计

针对卫星通信在高机动状态下非线性较强,会引起较大多普勒频移的问题,提出利用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman Filter,UKF)算法进行多普勒频移估计。依据高机动飞行器飞行特点,建立直线和圆周运动中的UKF多普勒频移估计模型,并进行仿真分析。结果表明,在卫星通信信道模型中,UKF算法能够对高机动机载平台进行更精确的频率估计,实用性更强。     

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。     

Effects of applied potential on the stress corrosion cracking behavior of 7003 aluminum alloy in acid and alkaline chloride solutions

Potentiodynamic polarization tests and slow strain rate test (SSRT) in combination with fracture morphology observations were conducted to investigate the stress corrosion cracking (SCC) behavior of 7003 aluminum alloy (AA7003) in acid and alkaline chloride solutions under various applied potentials (E_a). The results show that AA7003 is to a certain extent susceptible to SCC via anodic dissolution (AD) at open-circuit potential (OCP) and is highly susceptible to hydrogen embrittlement (HE) at high negative E_a in the solutions with pH levels of 4 and 11. The susceptibility increases with negative shift in the potential when E_a is less than -1000 mV vs. SCE. However, the susceptibility distinctly decreases because of the inhibition of AD when E_a is equal to -1000 mV vs. SCE. In addition, the SCC susceptibility of AA7003 in the acid chloride solution is higher than that in the alkaline solution at each potential. Moreover, the effect of hydrogen on SCC increases with increasing hydrogen ion concentration.