基于联合梳状搜索的空间通信载波多普勒频偏捕获算法

在空间通信中,远距离信号传输和高速载体运动导致很低信噪比和高动态多普勒频偏。为捕获载波多普勒频偏,一方面,低信噪比要求长时间信号累积以聚集能量;另一方面,高动态多普勒频偏在长时间累积过程中导致严重的能量扩散问题。为此,提出一种基于联合梳状搜索(Joint-Comb-Search,JCS)的多普勒频偏捕获算法。借鉴联合检测和梳状滤波器思想,JCS算法首先建立多个累积周期并从中选择若干个较大元素,然后据此联合构造一个更小的梳状搜索范围,最后在此范围内搜索最大元素作为捕获结果。基于卡方分布,比较了噪声元素和信号元素并推导出捕获概率的理论表达式。理论分析和仿真结果表明,JCS算法能够从梳状搜索范围中滤除大部分噪声元素,从而显著地提高多普勒频偏捕获概率。

基于ESPRIT谱估计的GPS多普勒快速捕获

本文针对解扩后GPS信号的特点,提出利用ESPRIT谱估计方法估计多普勒频偏,从而实现GPS多普勒频偏的快速捕获的方法,论文首先分析了频域相关快捕方式下多普勒的快速捕获原理给出了平均捕获时间,对利用ESPRIT算法估计GPS多普勒进行了仿真研究,并和ARMA参数模型法、FFT法进行了对比,仿真结果证明ESPRIT谱估计方法在一般GPS信号信噪比下可以获得高精度,高稳定度的多普勒估计,并且计算量比FLL小.该方法能有效地减少GPS多普勒的捕获时间.

高动态接收机的多普勒频偏捕获新算法

为了解决高动态接收机长时间信号累积导致的能量扩散问题,提出一种基于迭代搜索范围校正的多普勒频偏捕获新算法.根据接收信号连续性特点,首先,单次校正算法利用前两个累积周期内的估计结果来校正第3个累积周期内估计结果的搜索范围,并分析了搜索范围大小对捕获概率的影响;然后,迭代校正算法采用一种多个单次校正级联的方式来逐步缩小多普勒搜索范围,从而进一步提高多普勒捕获性能并得到捕获概率的上界值.仿真计算结果表明,该算法可以通过校正搜索范围来提高多普勒捕获概率.

卫星通信中多普勒频移的快速捕获

本文提出了一种适用于低轨卫星扩频通信系统的多普勒频移快捕方法 .该方法基于数字匹配滤波器及自动频率控制环路 ,利用数字匹配滤波器的PN码快捕特性及其输出主相关峰值对频偏的敏感性 ,缩短多普勒频移的捕获时间 .论文首先推导了多普勒频移的平均捕获时间表达式 ,然后根据数值分析结果得到了准最佳捕获判决策略 。

基于Pisarenko谱估计的GPS多普勒频偏快速捕获

本文针对解扩后GPS信号的特点,提出利用Pisarenko方法估计多普勒频偏来减少FLL环路收敛时间,从而实现GPS多普勒频偏的快速捕获的方法,论文首先分析了FFT快捕方式下多普勒频偏的快速捕获原理并推导了平均捕获时间,对利用Pisarenko估计GPS多普勒进行了仿真研究,并和ARMA参数模型法、FFT法进行了对比,仿真结果证明用这种方法可以获得高精度,高稳定度的多普勒估计,并且计算量比FLL小.该方法能有效地减少GPS多普勒频偏的捕获时间.

High-Sensitivity Acquisition of Ultrahigh Dynamic Direct Sequence Spread Spectrum Signals in Space Communications

According to the requirements of the high-sensitivity acquisition of Direct Sequence Spread Spectrum(DSSS) signals under ultrahigh dynamic environments in space communications, a three-dimensional joint search of the phase of Pseudo-Noise-code(PN-code),Doppler frequency and its rate-of-change is presented to achieve high sensitivity in sensing high-frequency dynamics. By eliminating the correlation peak loss caused by ultrahigh Doppler frequency and its rate-of-change offset,the proposed method improves the acquisition sensitivity by increasing the non-coherent accumulation time. The validity of the algorithm is proved by theoretical analysis and simulation results. It is shown that signals with a carrier- to-noise ratio as low as 39 dBHz can be captured with high performance when the Doppler frequency is up to ±1 MHz and its rate-of-change is up to ±200 kHz/s.

一种窄波束信号的快速捕获方法

为了适应飞行器不断提高的作用距离和越来越大的动态,采用Ka频段进行飞行器测控是未来的发展方向,但是Ka频段在提供增益的同时增加了信号的捕获难度。针对Ka频段天线波束窄和目标动态大的问题,设计出了一种空间信号快速搜索方法和低信噪比下信号多普勒频率捕获方法。给出了空间目标搜索和多普勒频率捕获的理论分析,并进行了模型仿真。仿真结果表明该方法可以在Eb/N0=0 dB时完成空间目标搜索和多普勒频率快速捕获。