扩频通信系统中数字匹配滤波器的实现及其捕获性能分析

设计了一种采用VHDL语言实现的应用于扩频通信捕获的数字匹配滤波器 ,并对其捕获性能进行了分析

数字匹配滤波器伪码捕获仿真系统的实现与分析

着重分析了在高动态环境下数字匹配滤波器伪码捕获算法,使用MATLAB/SIMULINK仿真软件构建了该算法的仿真系统。在不同参数条件下分析仿真结果,仿真系统的正确性得到了验证,进而也得到了匹配滤波器捕获算法在实时性和准确性方面的特点,并讨论了其特点的来源。指出了该仿真系统在其它各方面的应用前景。

数字差动匹配滤波器技术在PN码捕获系统中的应用

重点介绍了数字差动匹配滤波器 (DDMF)的结构和原理 ,提出了一种采用 DDMF进行 PN捕获的方案。研究结果表明 :此方案能实现快速捕获 ,与传统的数字匹配滤波器 (CDMF)相比能节约硬件资源。

数字匹配滤波器在直序扩频快速捕获中的应用

数字匹配滤波器(DMF)也称数字相关器,本文对DMF的工作原理做了简要的分析,给出了实现DMF的几种常见的结构,然后给出了DMF的实现过程,着重对DMF在部分并行捕获中的应用做了详细的描述。

数字匹配滤波器的改进及在伪码捕获中的应用

在扩频通信系统中,PN码的同步问题是其关键问题。数字匹配滤波器(DMF)在扩频通信的PN码同步中得到广泛应用。传统的数字匹配滤波器实现比较复杂,计算量较大。本文在分析了传统匹配滤波器捕获原理的基础上,提出一种改进型的数字匹配滤波器算法。该算法在保持匹配滤波器捕获速度的同时,减少计算量,降低硬件负担。

一种数字滤波器的设计方法及其应用

提出一种数字滤波器的设计方法———基于双线性变换的零极点匹配法,给出零极点匹配法的构思、设计公式和设计步骤。与几种常用的数字滤波器设计方法的比较和设计实例表明,零极点匹配法结合了双线性变换法和匹配变换法的特点,既具有不产生频率混叠,自动补充零点,抑制高频成分的特点,又具有保持原模拟滤波器零极点经过变换后不会变动的特点。因此,零极点匹配法尤其适合于低通数字滤波器和补偿数字滤波器的设计。实例表明,应用零极点匹配法设计的补偿数字滤波器显著改善了传感器的动态性能。

基于数字匹配滤波器的捕获系统FPGA实现

扩频码的捕获技术是扩频接收机的关键技术,为了实现快速、准确的捕获系统,通过采用数字匹配滤波器的码捕获方案,在FP-GA上实现了系统的各个模块,仿真结果证明方案是可实施的。

适用于短码捕获的匹配滤波器的实现结构

扩频码(伪随机码,PN码)捕获是扩频通信中扩频码同步的一个重要环节,基于匹配滤波器的捕获方法具有捕获时间短的优势,比较适合短码的捕获和实时通信的场合。为解决数字匹配滤波器资源占用多的问题,根据扩频码取值的双极性特性,针对数据过采样的应用场合,提出了一种基于FPGA实现的数字匹配滤波器的结构。该结构为两级滤波器形式,无乘法器单元,在一定程度上减少了滤波器的资源消耗同时并不增加系统的复杂度。

扩频接收机中数字匹配滤波器的FPGA实现

扩频接收机需要完成快速复杂的信号处理,数字匹配滤波器能方便实现扩频信号的解扩处理,是扩频接收机的核心部分。利用FPGA的高速并行处理能力和全硬件实现的特点,采用VHDL与原理图相结合,完成了扩频接收机中数字匹配滤波器的软件仿真和硬件电路设计。测试结果表明,电路工作稳定可靠,提高了处理速度,减少了硬件延时。

用于水声扩频通信同步捕获的新型匹配滤波器设计

首先分析了影响扩频通信同步性能的原因,论述了基于数字匹配滤波器的同步捕获方法,对同步捕获速度和抗噪性能进行了分析和比较,在此基础上提出了数字匹配滤波器的改进结构。改进后的滤波器省略了乘法单元,减少了加法单元,其通频带符合水声通信的要求。仿真结果表明,滤波器硬件结构简化后,同步通信效果仍能得到保证。

扩频数字接收机中的多相匹配滤波

文章提出一种改进形式的伪随机码匹配滤波器,这种改进形式将整数倍抽取、内插等重采样处理(重采样处理满足Nyquist采样定理)与伪随机码匹配滤波器相结合,用多相形式实现伪随机码的匹配运算。这种方法在改进原匹配滤波器并行处理结构的同时降低了对存储数据用的总的存储量要求和运算速率。

扩频通信系统中扩频码并/串快速捕获的数字化实现

首先分析了数字匹配滤波器捕获法和滑动相关捕获法的工作原理和各自的优缺点,进而提出了一种新的扩频码捕获方法———并/串结合的快速捕获方法.对此方法的平均捕获时间同滑动相关法的平均捕获时间做了详细的比较和仿真验证,并给出了基于VHDL的并/串结合的快速捕获实现方案.实验结果表明,此扩频码并/串快速捕获法可编程性强,易于FPGA/CPLD芯片实现,为扩频通信系统快速码捕获的集成电路设计提出了新的思路.

用多码元累加择大判决法快速捕获PN码

针对短帧突发模式下,直接序列扩频(DSSS)系统短时间内以高检测概率捕获PN码相位这一矛盾,提出了一种数字匹配滤波器(DMF)非相干PN码快速捕获算法.在传统的择大判决法的基础上,用多码元累加单元取代逗留验证单元,从而不再需要估计信道,并提高了捕获速度.分析了该算法在QPSK-DSSS系统下的捕获性能以及频差、信噪比、扩频比等因素对检测概率的影响,实测结果证明了该算法可以在宽信噪比范围和一定频偏环境下实现PN码的快速捕获.

一种快速的PN码同步捕获方法

针对直扩系统中长PN码同步捕获速度慢的问题,利用推导的串接短PN码与长PN码具有相似相关性的结论,对直扩系统中PN码同步捕获的并行匹配滤波捕获方法进行改进,得到了简单可行的串并结合捕获方法。然后,结合一个周期内PN码相关值,采用迭代的方式,选取简单、实用的自适应门限,实现了突发通信中PN码的快速同步捕获。采用该自适应门限的捕获方法无需估计噪声,计算量小。仿真实验表明所提方法捕获概率高,抗噪性能强。

一种用于卫星通信中的PN码快速捕获方法

扩频技术应用于低轨地球卫星通信系统时,由于卫星相对于地面站具有很高的径向速度和加速度,使得接收信号附加了很大的多普勒频率偏移,增加了捕获难度。基于FFT的捕获方法,提出了分段式数字匹配滤波器和FFT捕获相结合的捕获方法。该方法既具有数字匹配滤波器快速捕获的特点,同时也具有基于FFT捕获算法捕获多普勒频率偏移范围大的特点。

一种基于序列最大似然的多进制扩频捕获算法

针对多进制扩频系统的伪码捕获问题,通过分析多进制最小频移键控(MSK)正交扩频调制信号的组成规律,提出一种适合MSK调制系统的快速捕获算法.该方法将似然函数的计算分成两部分,分别用两个匹配滤波器实现,得到的似然函数计算单元实现结构简单,适合现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现.后级的多码元累加结构可提高系统低信噪比下的捕获性能.分析了该算法在MSK调制的多进制正交扩频系统中的捕获性能以及频差、信噪比等因素对检测概率的影响.仿真实验结果和性能推导验证了该方法的可行性.

UQPSK信号全数字化解调方式下的捕获性能

主要研究了非平衡四相绝对移相键控(UQPSK)直扩序列在接收后如何使接收机的伪码捕获时间最小。为了减少捕获时间,在接收机中将伪随机序列分成一系列的短段落,利用码元匹配滤波器(CMF)分别计算每个短段落的相关量,然后将这些相关值累加再与参考门限比较。在此基础上,讨论了卫星测控系统中扩频接收机使用CMF技术的扩频序列捕获性能,在解调时采用了软件无线电中数字中频的方法。

高动态DS/FH混合扩频系统实现长伪码快速捕获的一种方法

针对长伪码与快速捕获的矛盾 ,设计了一种基于 FPGA技术的数字匹配滤波器 ,用于在高动态、低信噪比的 DS/ FH混合扩频系统中实现快速捕获。考虑多普勒频移的影响采用频率和码相位二维搜索。对将进入数字匹配滤波器的数据进行了降速处理 ,大大节省了硬件资源。仿真结果证明 。

频域数字高阶涡旋散斑相关法测量面内微位移

针对采用传统频域数字散斑相关法测量面内微位移受到噪声的影响严重、测量精度低等问题,提出了一种新的频域数字高阶涡旋散斑相关法。首先,通过高阶涡旋散斑图生成实验,发现了高阶涡旋散斑图具有抗噪声干扰能力强、在相关器输出面上能得到面积小且亮度高的相关点,于是将待测物体的高阶涡旋散斑图作为测量对象;然后通过理论计算推导,应用减运算合成位移前后的高阶涡旋图,可以在相关器输出面上同时显示位移前后的两个相关点,突破了传统方法只能显示位移后一个相关点的现状,并且有效抵消了背景噪声;最后设计了一种新型的滤波器对合成图进行匹配滤波,可以生成峰值锐利的相关光斑图。实验结果验证了,该方法使得测量精度和抗噪声干扰能力得到极大提高,在不同噪声干扰下相对误差仍能保持小于2%。

基于DMF的伪码捕获方法研究

本文对伪码的捕获方法串行搜索法和匹配相关法进行了研究,在分析理论的基础上,根据仿真结果,采用VHDL语言,设计了一种基于FPGA的数字匹配滤波器。