基于分数阶傅里叶变换的运动舰船聚焦算法

为解决合成孔径雷达(SAR)图像中运动舰船目标产生的散焦现象,结合对比度最大算法和分数阶傅里叶变换(FRFT)算法,提出了一种改进的对比度分数阶傅里叶变换(CFRFT)自聚焦算法。该算法利用分数阶傅里叶变换对已成像SAR图像进行时频域分析,根据旋转角分别利用参数模型和非参数模型对二阶相位误差和高阶相位误差进行补偿,和传统的相位梯度(PGA)法相比,图像分辨率和旁瓣比提升显著,可以更有效地补偿SAR中舰船运动产生的相位误差。对不同舰船和尾迹SAR图像实验表明,算法对二阶以上的相位误差具有较好的补偿效果,误差估计准确性高,适用范围广,解决了SAR运动舰船的散焦问题,提高了海洋舰船监测的准确性。     

一种改进超四算法的DDS设计

为了提升直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer,DDS）的性能,针对DDS的相幅转换器进行了改进。基于坐标旋转数字计算算法（Coordinate Rotation Digital Computer Algorithm,CORDIC）,利用三角函数角度近似的性质和相位寻址位与旋转角度的转换关系对超四算法改进,得到了仅需一次单向旋转的改进算法,并给出了该算法实现的电路结构。通过Matlab仿真分析,该电路无杂散动态范围值可以达到-119.1 dBc,输出误差小于1.05×10-5。基于Xilinx的FPGA平台进行仿真实验,结果表明该电路结构的输出延时不超过21 ns,相比其他类型的CORDIC算法提升了近48%的速度,同时面积资源也明显减少。该设计可以为雷达、通信等系统优化提供新的思路。     

基于相关的有源校正算法在TMS320C6711的实现

对信道的幅度和相位不一致性进行校正是测向定位在工程实现中的重要保障。近年来,出现了很多高性能的测向算法,但这些算法对系统特性较敏感。本文采用有源校正算法来校正当系统特性不理想的情况下带来的通道幅度误差和相位误差,并在高速浮点数字信号处理器TMS320C6711系统上实现了五通道测向处理器有源校正算法,达到了性能指标及实时实现。     

基于SVM的信号解调算法

在小样本、低信噪比条件下，同步参数估计会存在较大误差，从而导致信号解调性能的降低。为了解决该问题，将信号解调看成有限长度采样样本的学习问题，并利用支持向量机（SVM）良好的学习性能，在存在同步误差的条件下，通过提高判决端的处理能力来改善系统的接收性能，提出了基于SVM的信号解调算法。在Matlab环境下，对提出算法在精准同步、残存同步误差、高斯白噪声和高斯色噪声等情况进行了计算机仿真，结果表明，相比于匹配滤波器算法，基于SVM的信号解调算法能较好地克服定时误差和相位误差以及色噪声对解调性能的影响。     

分布式天线阵列中的参考相位稳定方法

光纤已被广泛研究作为在分布式阵列天线系统中向远程天线传播参考信号的有效手段。分布式阵列天线的一个关键问题是由不同天线接收的参考信号遭受由光纤长度变化以及外部环境变化引起的相位偏差,造成天线间的参考相位不同步。提出一种基于光纤的分布式阵列参考相位稳定方法,基于光纤的反馈回路来监控相位差,使用对称布置在前向通道和反馈通道上的移相器来连续地补偿相位差,实现了天线之间参考相位误差的有效连续补偿。仿真和实测结果表明,所提方法解决了分布式天线阵列光纤长度变化以及外部环境变化引起的相位偏差,当光纤分发10 MHz参考信号时,测试可得分布式天线之间的剩余相位误差小于±0.02°。     

全相位FFT算法在机械传动测试系统中的应用

为了提高机械传动系统的测试精度和实时效果,构建了基于DSP及全相位FFT算法的机 械传动测试系统,该系统由以DSP为核心的数据采集及处理的硬件结构和以全相位FFT算法为 核心的数字信号处理软件组成。实验证明该系统具有抗干扰能力强、测量精度高、实时 性好等特点     

一种高精度的BDS/INS紧耦合测姿算法

针对“北斗”卫星姿态测量系统在测姿过程中测姿精度和稳定性不高的问题，提出了“北斗”卫星导航系统（BDS）/惯性导航系统（INS）紧耦合姿态测量算法。该算法首先利用BDS观测量设计了BDS系统测姿误差模型；然后以INS状态误差方程为滤波系统状态方程，以载波相位为主要观测量设计了扩展卡尔曼滤波器，利用滤波器的输出实现对惯性导航测姿系统的辅助校正；最后采用静态测试、动态测试和遮挡测试验证该算法。该系统可以有效提高BDS测姿精度与输出频率，并且在静态条件下航向角测量精度可以达到0.15°。     

多子阵合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差补偿

针对低频合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差，提出一种基于冗余阵元回波数据的运动误差补偿方法。该方法首先沿距离向对相邻重叠相位中心的数据求统计平均获得缠绕的平均相位误差，然后通过滑动累加得到解缠绕的相位误差，运用估计的相位误差就能实现多子阵合成孔径声纳回波数据的运动误差补偿。仿真结果表明，该方法能够准确地估计侧摆误差，估计偏差均小于0.002 m；误差补偿后能够取得与无误差情况基本一致的成像结果，极大地改善了目标聚焦质量，能满足低频合成孔径声纳系统的运动误差补偿要求。实测数据处理结果进一步验证了该方法的有效性。     

相位误差对OFDM无线图像传输系统的影响

正交频分复用（OFDM）技术应用于无线图像传输可解决由于图像数据量大带来的传 输效率问题,但系统子载波相位误差影响着OFDM图像传输质量。首先推导出一种相位误差存 在时MPSK信号误符号率近似式,然后,利用该近似式对带有相位误差的MPSK调制OFDM图像传 输系统的性能及图像接收质量进行了研究。结果表明,子载波相位误差会对OFDM系统性能产 生显著的影响,且当MPSK相位误差增大至π/M（M为MPSK调制电平数）时,增加信 噪比已无助于OFDM图像质量的改善。     

基于数值拟合的PCMA系统自干扰信号幅度估计算法

针对卫星成对载波复用（PCMA）系统中的自干扰信号,提出基于数值拟合方法的幅度 估计算法,并对其性能进行了分析。该算法适用于非对称和对称PCMA系统,可以有效抵消自 干扰信号与有用信号互相关项不为零引起的误差,并且不会引入相位噪声,更符合工程应用 实际。仿真结果表明,在干信比为12 dB的非对称PCMA系统中,该算法仍能获得较好的 幅度估计精度,信噪比损失始终在0.1 dB左右。     

一种改进的GFDM时频同步算法

针对广义频分复用（GFDM）系统对符号定时同步要求较高的问题,提出了一种新的基于前缀码的同步算法。在接收端,在获取粗略定时信息的基础上,利用前缀码前后两部分的相位差实现载波频偏估计,并对接收序列的频率偏移进行纠正,然后通过纠正后序列与已知发射前缀的互相关函数实现精确的符号定时估计。由于该前缀码具有共轭对称的特性,使其避免了“平顶效应”的出现。结合5G中低时延高可靠场景,在频率选择性信道中对其进行仿真,并通过均方误差对其性能进行了评估。理论分析及仿真结果表明,该算法相对于原算法具有更好的定时同步性能和更低的复杂度,提升了GFDM系统的整体性能。     

基于Turbo码迭代的低信噪比载波同步技术

针对低信噪比短突发通信系统的载波恢复问题,研究了一种基于迭代思想的载波相 位估计算法。该算法首先利用导频进行初始的载波相位估计,然后再利用Turbo译码器输出 的软信息进行载波相位细估计,进而实现有效的载波同步。仿真结果表明,该算法仅利用11 个QPSK导频符号就能校正较大范围的相位偏移,进而达到理想的误比特性能。     

大频偏卫星扩频信号的基带处理算法的FPGA实现

多普勒频偏一直是卫星通信中不可忽视的消极因素。针对多路混叠的卫星扩频信号下变频以后所产生的大多普勒频偏,在匹配滤波结构中采取改进的部分相关算法,在基于并行导频的信道估计中根据信道状况改变估计长度,实现了大频偏下卫星扩频信号的基带处理。     

一种高效的TD-LTE系统频偏估计改进算法

鉴于TD-LTE系统下行同步过程中频偏估计模块的重要性,提出了一种利用旋转因子校正的改 进方法,在时域联合估计小数频偏和整数频偏,对接收信号在有限频偏范围内进行频偏补偿 后做相关,根据相关能量峰值确定频偏大小。仿真结果表明,该算法无论是在可靠性还是在 复 杂度的降低上较常规算法都有很大提高,具有一定的参考价值。     

基于旋转不变技术实现多用户交织OFDM频偏估计

本文提出一种针对多用户交织OFDM载频偏移估计的算法。首先介绍上行链路中交织OFDM的信号结构,利用其周期性质,形成特定的数据矩阵,利用旋转不变技术(ESPRIT)实现载频偏移估计。这种估计方法不需要利用任何训练序列或导频信号,进一步提高了系统频带利用率,降低了计算复杂度。仿真表明,该估计算法在信噪比大于零的情况下也能获得较好的频偏估计。     

组合幂调频信号的时频移估计

为了准确估计接收信号的时频移参数和降低估计复杂度,设计了一种组合幂调频（CPFM）信号,该信号由具有时间间隔的正负幂调频（PFM）信号构成,并提出了基于CPFM信号的时频移估计算法。在算法中首先将CPFM信号降阶,然后独立地估计时延和频移,即采用三次相位函数（CPF）估计时延,通过正负PFM相位相消后再估计频移。相比于分数阶傅里叶变换（FRFT）时频移估计算法,所提算法避免了时延估计对频移估计的影响,而且仅需两次一维搜索,降低了计算量。仿真结果表明,该算法能准确地估计CPFM信号的时延和频移,并且频移估计均方误差（MSE）接近克拉美劳下界（CRLB）。     

基于FPGA的任意相位时钟管理器的设计

在通信双方为同源时钟的前提下,为保证时钟在接口处把所有数据都正确采样进来,利用Altera的综合开发平台Quartus II,实现了采样时钟相位根据输入数据相位自动调整,使采样时钟能找到最佳的采样时间来采样外来数据。任意相位时钟管理器可以产生高精度动态相位的时钟信号。     

一种计算de Bruijn序列可解长度的方法

基于de Bruijn序列反馈函数真值表的特性和反演公式的原理,提出了一种用于计算M序列可解长度的算法,通过该算法能确定生成M序列的最短非线性移位寄存器,有效地解决了非线性序列的综合问题。     

C-RAN协作通信系统中基于正交预编码的同步算法

在C-RAN(Centralized,Cooperative,Cloud RAN)无线网络架构中,协作多点传输受到符号定时偏差和载波频率偏差的影响。为了降低联合传输协作系统对异步信号的敏感性,将正交预编码的同步算法应用到联合传输协作系统中。首先,发射机发送经过重复编码和正交预编码矩阵处理后的数据信息;然后,接收机利用特定的接收矩阵,实现分离相互叠加的异步协作信号;最后,完成对协作信号载波频率偏差和符号定时偏差的估计和补偿。理论分析和仿真结果表明：该方法能够有效解决协作传输中信号异步问题,改善系统性能。     

基于信号估计的扩频测控信号快捕方法

为进一步提高扩频测控系统的捕获速度,研究了借助辅助序列估计伪码相位的方法,分析了该估计算法的精度。针对该算法在高动态条件下估计偏差较大引起捕获概率骤降的问题,提出引入最大似然频偏估计修正相干载波的方法,显著提高捕获概率。设计了基于码相位估计和载波频率估计的快速捕获算法,仿真结果表明,该算法在载噪比较好的情况下可以有效完成捕获。为提高算法在较低载噪比时捕获的可靠性,提出将估计值作为部分匹配滤波辅助快速傅里叶变换(PMF-FFT)初值的综合捕获方法,与传统捕获方法相比,平均捕获时间显著降低,且并没有带来硬件复杂度的提高,具有一定的理论意义和工程应用价值。