自适应多普勒频移的二相码信号处理方法

针对二相编码脉冲压缩雷达的信号处理、航天测控系统接收机的解扩需求,在高动态大偏差多普勒频移的场景下,对载波频率搜索捕获的处理方法复杂、计算量较大、实时性较差等问题,本文提出了一种自适应多普勒频移的二相码信号处理方法,在单脉冲的脉内实时提取多普勒频移同相信号及正交信号的波形,并且生成4个片段信号,根据各信号之间固定的时序关系,去除多普勒频移对基带信号的调制,恢复原始基带信号,进而实现脉冲压缩及接收机解扩。MATLAB仿真验证了有效性和可行性。该方法实现简捷、计算量小、实时性好、硬件资源少,对现有相关信号处理领域有一定的指导意义。

多普勒频移和干涉谱联合的水声目标运动参数估计

常见水中运动目标会辐射连续谱噪声和线谱噪声,连续谱噪声在浅海波导环境中形成明暗相间的干涉条纹。根据干涉条纹可以得到目标最近距离与速度的比值,无法直接解出两个参数值。针对利用干涉条纹无法分别估计最近距离与速度问题,提出一种多普勒频移、干涉条纹结合的运动参数估计方法。根据单条线谱多普勒频移得到最近距离与速度参数耦合曲线,再将该曲线与干涉条纹得到参数比值线相交,交点即为两参数估计结果。数值仿真估计声源运动速度、最近距离,在信噪比6 dB条件下,平均估计误差分别为0.71%与0.87%。将该方法应用在2021年6月大公岛海域海试数据,5组实验数据估计目标运动速度、最近距离平均误差分别为2.5%,4.4%,证明了方法的有效性。

高铁环境多普勒频移对MIMO信道容量的影响

列车的空间位置和移动速度对多输入多输出(MIMO)通信系统的性能有很大影响。研究高速列车地面典型场景MIMO两径信道容量,发现受多普勒效应影响,信道元素有额外相移。在高速运动中多普勒相位累积可以部分提高MIMO系统的信道容量。仿真结果表明多普勒相位累积后MIMO的信道容量提升比较明显,从信道矩阵条件数的角度也证明了信道容量可以提升。这项研究可为高铁中的5G通信提供参考。

星间激光时频传递系统中的多普勒频移补偿技术

为了减少星间激光时频传输过程中的多普勒频移并提高星间通信的可靠性,提出了一种多普勒频移补偿技术。首先,对多普勒频移进行了理论分析和仿真,得到了两卫星在24 h通信中断前传输激光光学频率所产生的多普勒频移;然后,设计了一个多普勒频移补偿系统用于星间激光多普勒频移补偿。仿真结果表明:该系统能在约15个控制周期内完成多普勒频移补偿,使得补偿后的多普勒频移小于8 kHz,比未补偿的情况改善了6个数量级。

基于多站的时差和多普勒频差联合定位

讨论了多基站无源雷达的时差和多普勒频移定位算法。给出了时差和多普勒频差联合定位算法,并应用基于Gauss-Newton的批处理方法进行求解,提高定位精度。仿真结果表明,时差-多普勒频移联合定位对定位精度的提高有效可行,也克服了时差定位解模糊的问题。

多普勒频移补偿在水声自适应跳频通信系统中的应用

传统的自适应跳频通信可以克服水声多径信道时变、频变、空变给通信质量带来的影响,在频率选择性衰落的信道上保证高质量的数据传输。基于概率的自适应跳频通信在传统的自适应跳频通信的基础上,根据信道通信质量的好坏分配不同的使用概率,能够进一步提高系统的可靠性和安全性。在水声通信中,多普勒现象非常明显。在水声基于概率的自适应跳频通信系统中,引入多普勒频移补偿能够进一步提高通信系统的可靠性。

多站时差和多普勒频差联合定位技术

讨论了多站时差(TDOA)和多普勒频差(FDOA)无源定位技术,并将时差定位与多普勒频差定位结合起来,提出了对运动目标的时差-多普勒频差联合定位思想。仿真结果表明,这一方法是可行的。

基于运动平台的多普勒频移无源定位算法

无源定位能力是现代电磁频谱战的要素之一,侦察设备实现对雷达辐射源的高精度快速定位,是保障作战致胜的重要环节。基于运动平台的无源侦察设备,提出了一种多普勒频移算法,深入研究了相对运动时信号多普勒频率与目标位置的变化特性,对雷达目标进行定位。该算法兼顾了定位时效性与雷达扫描周期等因素,能够提高截获数据利用率,提升对目标雷达的定位精度。

一种基于多浮标线谱多普勒频移特征的联合定位算法研究

为了利用多枚被动全向声呐浮标对目标进行定位,文章提出了一种基于多浮标观测的目标线谱多普勒变化规律和目标通过特性的多浮标联合定位算法。根据目标、多浮标之间的几何关系,建立求解目标定位点的模型。研究表明,利用一枚浮标的CPA(Closest Point of Approach)距离圆和另外两枚浮标观测的多普勒变化规律,可以同时解算出目标的定位点、航速、航向,最后通过实验数据对模型进行了验证。

基于多普勒频移和频带展宽的自相关光声流速矢量测量

为了测量碳颗粒悬混溶液的流速矢量,将自相关方法引入了光声多普勒流速测量。纵向和横向速度分量分别由多普勒频移和多普勒频带展宽得到。光声信号由波长532 nm,重复频率20 Hz的脉冲激光激励,由中心频率10 MHz的点聚焦压电超声换能器采集。由微量注射泵驱动的碳颗粒悬混液模拟血液的流动。时域光声信号由希尔伯特变换为复信号后进行自相关计算。多普勒频移和多普勒频宽的标准偏差由若干独立A扫的自相关平均得到。对比之前采用序列A扫的互相关方法,自相关中的信号时移大小可自定义,避免了对高重复频率脉冲激光的要求,有利于探测深度的提高。该方法的可行性通过对流速为16-32 mm/s、多普勒角度为50°的碳颗粒悬混液流速矢量的测量得到了初步验证。

基于多站时差和多普勒频差联合定位的Singer-EKF算法研究

文章讨论了多站时差和多普勒频差联合定位,重点研究了基于Singer机动模型的扩展卡尔曼滤波跟踪定位算法。仿真结果表明,基于多站时差和多普勒频差联合定位的Singer-EKF算法对提高目标定位精度是有效可行的,尤其可提高机动目标的跟踪定位精度,并得到高精度的速度。

中低轨卫星信号的多普勒频移估计与补偿

针对中低轨卫星信号的多普勒频移具有大范围快速时变的问题,基于航天动力学理论,计算出卫星和接收平台间的相对位置和速度,从而可预先估计卫星信号的多普勒频移。对频移估计的误差进行了分析,给出了一种多普勒频移的快速估计和实时补偿算法,同时也对卫星的可视时间段分情况进行讨论。计算机仿真和工程实践表明,该算法简单、实用,有利于对快变大频偏的卫星信号进行快速跟踪和解调。

时延-多普勒频移对伪码捕获影响的性能分析

在扩频信号处理中 ,伪码的捕获一般通过相关来实现。以 m 序列为研究对象 ,首先针对一种典型的相关过程分析了其时延、多普勒频移对相关的联合影响 ,结论表明两者耦合影响非常小 ,几乎可忽略不计。在此基础上提出另一种利用FFT进行能量积累的伪码捕获方法 ,该方法相对一般相关可对多普勒进行补偿 ,并可得到时延

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 。

一种相位调制激光多普勒频移测量方法

对相位调制拍频信号随信号光频率变化规律进行分析,发现拍频信号相位参量的频谱包含两个在值域上彼此分开的单调边缘,表明利用拍频信号的相位参量可以进行多普勒频移测量.如果利用拍频信号振幅参量对出射激光进行工作点锁定,其多普勒频移测量范围是Fabry-Perot干涉仪边缘技术的两倍.理论分析拍频信号振幅和相位参量的提取方法,表明基于此拍频信号相位参量的测量方法无需进行信号光能量检测,与Fabry-Perot边缘技术方法相比,结构更简单,且少了一条外部噪音混入的通道.为了对该多普勒频移测量方法定量分析和参量优化,利用误差合成原理以及计算机仿真,推导出其测量误差公式.根据测量原理搭建了实验系统,用频率可调光纤激光器的输出光模拟多普勒频移信号光进行测量,结果表明鉴频参量及其误差分布曲线的测量结果与理论分析相符合.

电离层不同传播模式信号多普勒频移的实验研究

介绍了试验采用的设备和工作参数。依据试验数据,统计分析了电离层不同传播模式信号的多普勒频移、射线距离、信号强度、能量频谱的距离展宽和频率展宽,给出了不同传播模式信号多普勒频移、射线距离和信号强度间的比较结果。最后通过分析电离层不同传播模式信号多普勒频移与射线距离间的变化关系,得到了对不同传播模式多普勒频移变化规律的一些新的认识。

GMSK信号的多普勒频移快捕和跟踪

GMSK信号具有良好的频谱和功率特性,特别适用于功率受限和信道存在非线性、衰落以及多普勒频移的数字卫星移动突发通信系统。本文提出了一种GMSK信号的多普勒频移快捕和跟踪方法。该方法根据突发通信时帧结构的特点,采用独特码和FFT并行处理信号能量检测、帧同步检测和多普勒频移快捕,并采用判决反馈PLL环跟踪多普勒频移的变化。仿真结果表明,多普勒频移在-Rb／2～Rb/2范围内变化时,与理论值相比,采用该方法的准相干解调器误比特率Pb 性能恶化仅为0．3dB。在信息速率Rb=9．6kbps时,多普勒频移速率可达4000Hz／s。

相位调制激光多普勒频移测量方法的改进

本文对现有相位调制激光多普勒频移测量方法进行了改进,通过定义新的鉴频参量来同时利用相位调制信号直流和交流分量中的有用信息进行多普勒频移测量.由于相位调制信号直流分量中包含着调制信号光的Fabry-Perot干涉仪光强透过率,所以这一改进本质上是将基于Fabry-Perot干涉仪的边缘技术激光多普勒频移测量方法的优势引入到相位调制测量方法中,以提高其自身的性能.理论上证明改进后的相位调制激光多普勒频移测量方法无需对信号光的光强进行测量,所以可以进一步简化探测系统的结构和较少噪声混入的通道.另外,通过对改进前后鉴频和测量灵敏度曲线进行对比,还证明了其具有更高的测量灵敏度和动态范围.实验上对硬目标反射的频移可控信号光进行测量,不但证明了理论的正确性,而且证明了改进后的相位调制激光多普勒频移测量方法,测量动态范围提高约1倍,测量标准偏差降低约35%.

基于多普勒频移观测值的机动车GPS测速仪校准技术的研究

提出了一种基于现场GPS信号定标的实验室校准方法。利用3光束光遮挡测速标准装置在测试现场对卫星GPS信号直接进行速度实测定标，通过GPS记录仪保存，然后在实验室进行GPS信号回放来完成高精度机动车GPS测速仪在40～180km／h范围内特定速度值的实验室精确校准，溯源至长度和时间计量基本单位。对同一台高精度机动车GPS测速仪的现场道路实际检测和实验室GPS信号回放检测的比对试验，车速在180km／h时采用该方法的速度校准不确定度优于0．1％（k=2）.

移动通信中一种精确的多普勒频移估计方法

该文利用有效到达径上信道参数的估计值,统计其包络的电平通过率(Level Crossing Rate,LCR),据此估计出时变多径信道的多普勒频移。同时还在理论上分析了噪声环境下LCR方法的估计偏差,进而提出了精确的改进方法,使得通信系统在各种移动速度和信噪比下都具有较高的估计精度。