正弦信号的直接FFT参数估计与相位差分法对比研究

该文研究了基于FFT的正弦信号参数估计问题,揭示了频率与初相估计间的相互联系,并对相位差分法的估值误差公式进行了推导和仿真验证。两种算法的对比说明相位差分法运算量小,可以在不高的信噪比下获得彼此独立的高精度参数估值,因此更加有利于工程的实现。

C/A码频域多普勒搜索FFT捕获算法

在研究GPS C/A码快速傅里叶变换(FFT)捕获算法的基础上,提出频域多普勒搜索捕获算法,和时域多普勒搜索算法相比,该算法捕获速度提高一倍,甚至更多。针对两个圆移频率分量之间损耗较大问题,提出通过实行不同的下变频,有效解决了损耗问题。MATLAB仿真验证了频域多普勒搜索FFT捕获算法的正确性和频率补偿的有效性。

一种基于FFT的Midamble码搜索算法

针对一种基于UTRA TDD LCR时隙结构的ad-hoc网络的通信特点,给出了一种可在DSP上实现的基于FFT的M idamble码搜索算法,并给出了基于该算法的多径搜索实现方案。分析表明,该算法充分利用了DSP的特点,且其运算效率相比于传统的匹配滤波有大大的提高。

GLONASS捕获系统中FFT核复用关键问题

根据GLONASS卫星信号组成和特性及其伪码捕获原理,运用并行码相位捕获算法在MATLAB环境下完成GLONASS卫星信号的捕获仿真,同时根据MATLAB下建立的仿真平台,设计了基于此方法的FPGA具体实现电路;为了满足FFT运算点数的要求,采用数据Sinc内插滤波器对数据进行精确内插,将输入的62000点数据内插为4096点,同时为了复用FFT核,分别采用了加快C/A码读取速度的方法、运用状态机的状态值加上数据指数项的数据截位方法;最后通过Xilinx的ISE软件调用Modelsim对整个捕获模块进行仿真.仿真结果表明:该系统实现了GLONASS信号的捕获,满足了接收机系统功能和性能的要求,可直接用于GLONASS实时接收机系统的设计中.

基于FFT和黄金分割的快速DOA估计

针对多重信号分类(MUSIC)算法中的谱峰搜索模块计算量过于庞大,导致工程实践中常常需要牺牲测向精度换取测向实时性的问题,提出一种结合快速傅里叶变换(FFT)和黄金分割法的快速波达角(DOA)估计算法。所提算法首先对协方差矩阵特征分解得到的噪声向量阵取快速傅里叶变换来粗略估波达角方向,然后,用黄金分割法在预估角度范围内对伪谱函数迭代求极值实现DOA的精确估计。理论分析和仿真结果表明,改进算法极大降低了运算复杂度和算法执行时间,且相比以1°为扫描步进的经典MUSIC算法,测向精度有一定的提升,在多信号共存、低信噪比环境下,测向稳定性良好。改进算法可取代经典MUSIC算法中的谱峰搜索模块,在降低MUSIC算法复杂度的同时实现高精度实时测向,具有较好的实用价值。

一种改进的基于FFT的扩频码快速捕获方法

本文针对传统的频率-码相位二维串行搜索捕获方法计算量大、且捕获时间长的缺点提出基于FFT的频域并行捕获PN码算法。该并行算法对频率搜索方法进行了改进,并提出了一种消除数据调制的方法。理论分析和仿真结果表明该方法能实现低信噪比、高动态性条件下PN码的快速捕获。

正交通道中码分干扰对载波捕获的影响分析及研究

在多功能数字基带的信号处理过程中,由于正交通道的码分干扰较大,传统的FFT算法无法进行载波捕获。文中从理论上分析了正交通道中扩频码对FFT算法的影响,并进行了仿真分析,最后提出双向搜索捕获算法和增加平方算法两种方法在消除码分干扰中的应用。双向搜索捕获算法在完成码捕获的同时能获得多普勒频率;增加平方算法能有效消除码分多址的影响,精确计算多普勒频率,简单实用。实验结果表明,两种消除码分干扰的算法各有优点,在实际工程应用中可根据需要选择使用。

软件GPS接收机信号搜索捕获的仿真实验研究

信号搜索捕获是基于软件无线电(SDR)技术的软件GPS接收机(SGR)的重要组成部分,同时也影响软件GPS接收机的工作性能指标。通过特定设计的硬件实验装置获取了真实GPS数字中频信号,利用Matlab分别在时域和频域范围对信号搜索捕获进行了算法仿真,同时对GPS信号中C/A码产生也进行了仿真。根据信号搜索捕获理论结合仿真试验结果,对时/频域两类处理方法进行了分析和比较,认为基于FFT的频域搜索捕获方法是软件GPS接收机工程实现的合理选择。

基于频域搜索的GPS信号P码直接捕获改进算法

为减少由峰值模糊造成的载波频偏误判概率,提出一种改进算法,通过计算Q路信号的相关值提高了对载波频率偏移的分辨能力,并利用相关值的重叠相加改进了目标码段的相关峰值.仿真结果表明,改进算法在不损失捕获速度和不增加资源消耗的前提下,有效地提高了检测概率、降低了载波频偏误判概率,是一种快速高效的GPS信号P码直接捕获算法.

基于最优PTS技术的低复杂度算法研究

为了降低正交频分复用系统中的峰均功率比,在研究部分传输序列技术的基础上,给出了一种相位集合元素个数为4时的降低穷尽搜索复杂度的算法。该方法在没有减少备选相位旋转序列数目的情况下,利用在元素均匀分布的相位集合中取值所产生的备选相位序列之间的关系特性,去除不必要的计算冗余来寻找最优的相位旋转序列。复杂度分析和仿真结果表明,与传统的穷尽搜索方法相比较,该方法能较大地降低计算复杂度,且不会影响降低峰均比的性能。

高动态环境下长码扩频信号快捕算法

针对高速高动态接收机在长伪码周期、大频偏情况下的快速捕获问题,该文提出一种基于码相位压缩相关器与快速傅里叶变换(CCPC-FFT)的双驻留伪码快速捕获方法。在第一驻留阶段,利用码相位压缩相关器对相邻码相位进行快速、粗略的压缩搜索,同时利用FFT算法完成对多普勒频偏的并行捕获;在第二驻留阶段,利用传统的相关积分方法对第一驻留捕获的所有码相位进行逐个精确搜索。给出了系统性能的理论分析模型,并通过蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性。最后仿真结果表明:新方法在平均捕获时间上比2维压缩相关(TDCC)捕获方法进一步缩短,同时提高了频偏的捕获带宽和精度,且针对长码的捕获比其他基于FFT的方法节省资源。

基于快速傅里叶变换的局部分块视觉跟踪算法

针对视觉跟踪中目标表观变化、局部遮挡、背景干扰等问题,该文提出一种基于快速傅里叶变换的局部分块视觉跟踪算法。通过建立目标分块核岭回归模型并构建循环结构矩阵进行分块穷搜索来提高跟踪精度,利用快速傅里叶变换将时域运算变换到频域运算提高跟踪效率。首先,在包含目标的初始跟踪区域建立目标分块核岭回归模型;然后,提出通过构造循环结构矩阵进行分块穷搜索,并构建目标分块在相邻帧位置关系模型;最后,利用位置关系模型精确估计目标位置并进行分块模型更新。实验结果表明,该文算法不仅对目标表观变化、局部遮挡以及背景干扰等问题的适应能力有所增强,而且跟踪实时性较好。

低信噪比下一种基于优选法的正弦信号频率估计算法

针对插值FFT算法在低信噪比下估计精度不高,二分搜索法及其改进算法计算量较大或需要初始化引导等问题,提出了基于优选法的正弦信号频率估计算法,给出了测试点的设计原则和计算流程,分析了算法的频率分辨率和计算量,最后通过多次蒙特卡洛仿真对算法的有效性进行了验证。仿真结果表明,该算法通过合理设计测试点,能够在低信噪比且不需要初始化引导的情况下以较小代价达到参数估计误差下限(CRLB),此外,算法对相对频率偏差也具有较好的适应性。

GPS软件接收机微弱信号捕获算法研究

捕获是GPS接收机信号处理中的关键部分,在微弱信号情况下,传统方法不能很好地捕获到卫星信号。本文将介绍一种新型捕获方法——批式捕获法来取代传统的FFT相关搜索法,为高灵敏度GPS软件接收机提供理论依据。根据GPS信号的特征,利用软件模拟出各种信噪比数值的数据,分别采用以上2种方法对其进行捕获仿真。仿真结果表明,传统方法仅能捕获到信噪比低至42dB-Hz的信号;而批式捕获法能够在较短时间内捕获到信噪比低至29dB-Hz的微弱信号,并能有效避免由导航数据位翻转造成的误捕获。

超声波压力检测中回波搜索算法

通过对超声波压力测量中回波信号特征的分析 ,提出了回波自动搜索算法。该方法把快速傅立叶变换方法和小波多分辨率信号分解相结合 ,精确地检测出回波的包络信号 ,从而准确地搜索到回波 ,为后续的压力信号处理及提高压力测量的精度奠定了基础。

基于非相干积分时间调整的微弱GPS信号捕获

研究微弱GPS信号的捕获问题,由于实际接收信号存在多普勒现象,使信号减弱。针对传统方法快速傅立叶变换(FFT)不能有效捕获到GPS微弱信号,导致定位失败,为有效捕获微弱信号,提出了根据非相干积分时间调整的微弱GPS信号捕获算法。算法在FFT并行捕获的基础上,将相干积分的时间加长(批处理),同时对非相干积分做时间频率调整,从而既能提高整体信号强度,又能避免多普勒现象对捕获的影响。仿真结果表明,可以较好地避免多普勒现象引起的C/A码基码摄动,在处理的GPS数据为1s的情况下,能很好地捕获到信噪比低至16dB-Hz的GPS信号,为设计提供了可靠依据。

正交码时分多子信道扩谱系统的伪码捕获技术

在提高无人机数据链的抗干扰能力优化问题的研究中,无人机信道存在多普勒频移问题。为解决上述问题,提出正交码时分多子信道扩谱系统。新系统与传统混合扩频系统相比,具有较强的抗干扰能力,使子信道伪码的快速捕获达到系统同步。无人机通信链路中,载体动态性引入的多普勒频移对正交码时分多子信道扩谱系统的收子信道伪码捕获造成了较大困难。在高动态多普勒存在的条件下,传统的伪码捕获方法捕获时间较长。针对正交码时分多子信道扩谱系统的特点,提出了一种改进的频域并行搜索算法,解决了高动态环境下多子信道伪码的快速捕获问题。仿真结果表明,改进方法与二维搜索法相比,在相同条件下伪码捕获时间大大缩短,实时性强且简单有效。

一种用于微弱GPS信号处理的快速捕获方法

微弱GPS信号的捕获处理将使运算量急剧增加,传统的方法难以实现快速捕获以保证信号处理的实时性。针对解决捕获微弱信号问题,根据GPS的C/A码本身的相关特性和计算机基本运算的时间特性,提出了一种改进的快速串行搜索和FFT搜索捕获方法,在同等精度下,大量减少运算量,提高捕获速度,保证了高灵敏度GPS软件接收机的实时性。仿真结果表明,对不同载噪比的GPS中频信号数据应用改进的串行搜索捕获法可以节省时间近40%,满足微弱GPS信号的快速捕获要求,为设计提供了依据。

数字中继卫星通信系统中的载波恢复技术

载波频偏估计是数字中继卫星通信系统中的一个关键技术。对非线性变换FFT载波频偏估计算法进行了推导,采用基于周期图峰值位置的三点插值法对FFT算法进行了改进,进一步采用二叉搜索法实现更高精度的载波频偏估计。给出了计算机仿真结果,表明该方案能够有效抑制噪声,在有限的计算量下具有良好的频偏估计性能。

GNSS—R接收机信号捕获算法设计

在GNSS—R接收机的信号处理过程中,由于卫星和接收机之间的相对运动会产生较大的多普勒频移,同时大多数情况下接收机只能接收到比较弱的信号。而针对信号的这些特点,提出了一种对信号进行捕获的设计方法。用快速傅立叶变换(FFT)捕获算法将接收信号和本地再生伪码在时域的相关计算转换成频域的相乘计算,从而大大减少捕获时间,并用非相干积累的方法提高系统对于信号的捕获能力。同时,在这些计算完成之后,通过使用搜索检测器来保证在捕获概率变化较小的情况下,降低总的虚警概率。