基于LFM模型的高动态弱GPS信号载波捕获

根据极大似然估计理论,通过载波频率和频率变化率分段对消、快速傅里叶变换(FFT)结果选大估计载波频率和频率变化率,实现载波信号捕获,建立了高动态全球定位系统(GPS)载波的线性调频(LFM)信号模型,并给出了算法的具体实现。详细分析了该算法中检测统计量的分布特性,推导了恒虚警准则下的检测门限,并讨论了其中关键参数的设计。仿真结果表明,该算法可以实现对18 dBHz的GPS高动态信号的载波捕获。     

一种基于扩展卡尔曼滤波器的频率及频率斜率估计算法

提出一种实用扩展卡尔曼滤波器(EKF),用于极低信噪比、高动态信号的频率及频率斜率捕获.考虑滤波器的收敛性、发散抑制、捕获时间及稳态误差等指标,提出了扩展卡尔曼滤波器的参数化设计方法.计算机仿真分析了滤波器的捕获效果,结果表明,应用该设计方法,可以使频率估计具有更低的信噪比门限和更短的捕获时间.     

基于最大似然频率精细估计的载波捕获算法

深空通信中,星上对载波的主动捕获主要利用频率估计的方法。在实际载波捕获电路 中,精确的频率估计值导入锁相环,使得锁相环捕获带余量充足。在锁相环带宽一定的情况 下,估计精度的提高可以减少FFT实现点数。在FFT频率粗估计的基础上,通过频率精细估计 算法可提高估计精度。为获得估计精度更高的频率精细估计算法,利用最大似然泛函不变性 推导了频率精细估计的最大似然算法。载噪比在5 dB时,估计精度可以提高到FFT分辨率的1 0 -4。仿真结果表明,该算法估计性能优于其他频率精细估计算法。     

一种提高恶劣环境中电台话音质量的方法

针对恶劣环境中电台话音质量差这一难题,提出了一种有效的解决方法。首先在最小值控制的递归平均Ⅱ型（MCRA-2）算法基础上,提出了一种改进的MCRA-2算法。该算法采用自适应平滑参数和双检测门限,能有效减小音乐噪声,提高噪声估计准确性;然后将该噪声估计算法与对数最小均方误差估计器相结合,实现话音降噪,提高恶劣环境下电台话音质量;最后利用噪声估计结果和降噪后的话音信号,采用信噪比判决算法,自适应估计静噪门限,实现自适应静噪,进一步提高话音舒适度。实验表明,采用该方法的电台在大噪声、强干扰等恶劣环境中使用时,能明显改善话音质量,有效减轻收听者听觉疲劳。     

雷达杂波谱参量估计及其在自适应滤波中的应用

本文结合自适应滤波技术在地面监视雷达信号处理中的工程应用,提出一种利用自相关法实时估计杂波谱参量,并根据统计参量自适应控制滤波器的方法.采用门限判决法,改善了杂波空域分布不均匀和目标引入对杂波谱参量估计带来的误差.文中特别对自适应滤波技术的实际工程应用问题进行分析讨论.经理论分析和计算模拟论证了该方法的正确性和可行性.最后结合工程实践,给出采用TMS32020数字信号处理器实现杂波谱参量估计和自适应控制滤波器的方案设想.     

一种改进载波相位恢复算法

为了解决载波相位恢复算法频偏估计范围小、估计精度低、计算复杂度高等问题,提出了一种基于Q次方的极性环与极性判决（Polar Decision,PD）算法相结合的Q次方极性判决（Q-th Power Polarity Decision,QPD）算法。首先对判决导向（Decision Directed,DD）算法、PD算法、基于Q次方的极性环进行性能分析;然后结合基于Q次方的极性环和PD算法的优点,提出性能更好的QPD算法,并分别在不同频偏和不同信噪比条件下对这四种载波相位恢复算法进行性能仿真与性能比较;最后,在QPSK、8PSK、16APSK和32APSK这四种调制方式下,分析QPD算法的误码率、资源消耗和吞吐率。仿真结果表明,该算法相比于DD算法、PD算法、基于Q次方的极性环具有频偏估计范围较大、估计精度较高、资源消耗相对较少、吞吐率较高等特点,且适用于多种调制方式。     

一种自适应增强谱线算法的优化设计与实现

自适应谱线增强（ALE）算法能够提高高动态、低信噪比信号的 载波频率估计精度。针对实际应用中该算法消耗硬件资源多、结构复杂、使用效率低等问题 ,提出了结合可编程逻辑门阵列（FPGA）优化的ALE算法结构方法,简化了ALE硬件电路。设 计结果表明,改进ALE方法后,可实现信噪比为0～20 dBHz、最大多普勒动态为800 H z/s的测控信号载波频率准确估计。     

数字应答机相参转发的实现

针对数字应答机中相参转发的技术问题,提出了改变直接数字频率合成(DDS)频率控制字或相位累加器溢出值实现相参转发的方法,并对转发性能、资源需求进行了分析比较,结果表明,在同等条件下改变相位累加器溢出值的方法性能稍优,但消耗的逻辑资源显著减少。该方法将DDS溢出值设置为与转发比相关的常数,避免了利用乘法器进行实时运算的过程,能有效实现高精度转发,且消耗资源少,转发比可任意设置。该方法已成功在多个工程中应用,满足测量系统精度的要求。     

DSSS滑动相关捕获算法改进及性能分析

提出一种减小直接序列扩频(DSSS)接收机信号捕获时间的改进方法.在传统滑动相关捕获算法基础上,增加一条参考支路,使相关曲线出现正负双峰值.利用双峰设置正负门限,形成二次判决,在不增加系统复杂度的基础上,减小了虚警概率,减少了平均捕获时间.计算机仿真证明了该方法的有效性.实验数据表明该方法在低信噪比下效果更加明显.     

一种快速时变自适应信道估计盲方法

提出了一种新的信道估计最小均方(LMS)盲方法--时变步长理想加权判决信道估计盲方法.该方法通过对常规LMS算法进行改进,实现自适应跟踪信道特征变化;同时利用接收机判决误差信息函数作为权系数的理想加权判决,从而解决了常规LMS盲方法收敛速度慢、信道估计性能不高的缺点.仿真证明,对于不同的多普勒频移、时延扩展以及时间,该方法均表现出了比常规LMS方法更优的性能.同时,该方法还可用于航天、雷达等领域估计其他特征参数.     

一种高灵敏度GPS信号快速捕获算法

为了提高GPS软件接收机捕获算法的灵敏度和快速性,提出了一种高灵敏度GPS卫星 信号快捕方案。首先对GPS信号进行频率补偿,然后进行相干滤波提高卫星信号的信噪比, 从而提高捕获算法的灵敏度。再采用延迟、累积捕获结构寻找输入信号中各颗卫星的C/A码 起始点,引入延迟累加器实现各卫星多普勒频移成分的分离、估计,将传统的二维捕获过程 简化为两个一维搜索过程,捕获时间仅为传统FFT快捕算法的几十分之一,提高了捕获算法 的速度。分别通过实测和GPS数字中频信号发生器仿真生成的GPS数字中频数据对所设计的捕 获算法进行了验证,实验结果表明该捕获算法行之有效。     

利用谱估计算法的雷达信号分选

传统雷达信号分选过程中分别进行脉冲重复频率检测与初始到达时间估计时,脉冲搜索时间过长。为此,提出了一种新的基于谱估计的信号分选算法。该算法通过谐波滤除减小了脉冲初始到达时间估计的运算次数,并在进行脉冲重复频率检测的同时估计脉冲初始到达时间,从而避免了传统信号分选算法中对整个序列的遍历,节省了计算资源。仿真结果验证了该算法的有效性。     

高动态直扩信号快捕设计与FPGA实现

为了解决高动态直扩信号捕获速度与资源消耗的矛盾,分析了部分匹配滤波结合快速傅里叶变换（PMF-FFT）的捕获性能。针对PMF-FFT捕获范围有限且占用硬件资源过多的问题,采用递归折叠匹配滤波器代替常规匹配滤波器的方法大大节省了硬件资源,并行FFT保证了其捕获速度,同时采用扫频方法成倍增加了频偏捕获范围。给出了该方法的FPGA设计结构与实现结果,验证了该方法的有效性。与FFT循环卷积方法相比,在频偏捕获范围一定的前提下,所提方法捕获速度快,占用资源较少,非常适合高动态直扩信号的快速捕获。     

低信噪比下LFM- PRBC信号参数的快速估计

为了解决目前算法中线性调频-伪码（LFM- PRBC）信号参数估计计算量较大的问题,提出了一种快速估计算法。该算法采用解线调与分数阶傅里叶变换（FRFT）进行参数的估计。首先对信号进行解线调估计出调频斜率的粗略值,然后由调频斜率确定旋转角,通过FRFT估计出码元宽度的粗略值。根据延时再进行解线调估计出调频斜率的精确值,再通过FRFT估计出码元宽度的精确值与起始频率。该算法不仅计算量较低,同时具有很高的估计精度与很强的抗噪性,仿真实验验证了该算法的有效性。     

强干扰下跳频信号的参数估计

针对通信对抗中跳频信号参数估计问题,考虑存在强干扰的情况下,提出了一种基于时频重心的跳频信号跳周期估计和基于跳频部分接收的跳时估计方法。对于跳周期估计,在短时傅里叶变换（STFT）时频变换的基础上提取信号随时间变化的时频重心,再结合小波变换和谱分析估计出跳频周期;对于跳时估计,采用跳频带宽的部分接收避开强干扰,构造含有跳变信息的参考信号,通过参考信号采用最大似然(ML)方法得到跳时的精确估计。仿真实验表明,算法运算复杂度低,跳频定位精度高,在强定频干扰的情况下仍能有效估计出跳频周期和起跳时刻。     

基于DS扩频信号的自适应门限双积分滑动相关捕获算法

提出了一种基于直接序列扩频信号的双积分滑动相关捕获算法，同时使用两组相关器联合进行码相位的捕获，捕获的门限采用CAFR(常虚警率)自适应控制方式。文中给出了这个捕获方案的数学模型，并进行了具体分析。实验表明，利用FPGA实现这种捕获算法，不仅具有较高的性价比，而且衡量PN码捕获的最关键指标——平均捕获时间也大大少于常规捕获方法。     

一种改进的Fitz载波频偏估计方法及其仿真

为了解决低信噪比条件下载波频偏估计中估计范围和估计精度的矛盾,在比较分析 现有经典估计方法的基础上,提出了一种改进的Fitz载波频偏估计方法,利用自相关序列 差 分代替自相关序列相位估计频偏。此方法将频偏估计范围提高到数据速率的一半,同时又保 持了原有Fitz方法的低信噪比门限。通过仿真验证了改进频偏估计方法对大频偏和低信噪比 的适用性。