基于PMF-FFT的北斗B2a信号捕获算法研究

为了对北斗三号B2a信号进行快速且准确地捕获,提出了一种基于PMF-FFT的捕获算法。首先,通过建立数学模型,分析了PMF-FFT算法的特性;然后,对PMF分段长度、FFT运算点数、相关积分时间、非相干积分次数和判决门限等参数的选取进行了详细地分析;最后,利用Matlab工具对PMF-FFT捕获算法性能进行了仿真与分析,验证了算法的有效性,为算法的实现解决了首要问题。

Research on An Improved PMF-FFT Fast PN Code Acquisition Algorithm

To solve the problem of the large Doppler frequency offset in the LEO communication system, this paper studies a rapid PN code acquisition method based on the PMF-FFT architecture, which searches the phase and frequency offset and at the same time reduces the acquisition time. It presents an improved method equivalent to windowing function and uses windowing process to overcome the attenuation of related peak envelope caused by partial matched filters.

大多普勒环境下扩频信号快速捕获算法研究

弹道参数回传系统中,由于弹丸与地面接收机之间较高的相对速度,使地面接收机收到的信号产生很大的多普勒频移,导致其对伪码的捕获难度和捕获时间增加,影响武器在战场中的实时反应能力和打击精度。为了在较大的多普勒频移情况下快速地完成对扩频码的捕获,针对部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(Partially Matched Filtering combined with Fast Fourier Transform,PMF-FFT)捕获算法中由FFT运算而导致的扇贝损失现象,分别分析了补零和窗函数法对扇贝损失的改善效果,提出了改进的窗函数结构来对PMF-FFT算法进行改进,对进入FFT运算的数据加改进的布莱克曼窗(Blackman)函数,使得系统的扇贝损失几乎为0。利用MATLAB工具,对改进之后算法的性能进行仿真验证。结果表明,改进后的算法可以明显提高系统的检测概率,大幅降低了平均捕获时间,显著提升了算法的捕获性能。

高动态弱直扩信号的分级捕获算法

针对低信噪比高动态环境下直扩信号经典捕获算法中多普勒频偏估计精度和快速傅里叶变换(FFT)运算量的矛盾,提出了一种基于频偏补偿的两级非相干累加捕获算法。该算法以部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)算法为单元,首先利用第一级频偏粗估值对多普勒频偏进行补偿,然后通过调整第二级PMF-FFT中部分匹配滤波器长度并利用滑动平均窗对残余频偏进行精估。理论分析和仿真结果表明,与经典捕获算法相比,该算法在FFT运算点数相同的条件下,可以有效地提高多普勒频偏估计精度,并且在高动态环境下具有更好的检测性能。

基于频域符号相关的北斗信号捕获新算法

北斗导航信号中NH码会导致北斗导航信号的捕获概率降低和捕获时间的增加。为了实现对导航信号的快速捕获,在不进行码剥离的条件下提出了一种基于PMF-FFT结构的频域符号相关算法。该算法首先对接收到的北斗导航信号进行部分匹配滤波(PMF)和FFT,其次,对各个码相位对应PMF-FFT输出结果进行频域符号相关处理以消除符号跳变的影响,从而实现有符号跳变下,北斗导航信号的快速捕获。仿真结果表明,在相同的虚警概率和检测概率下,文中所提出的算法相对于PMFFFT算法和PMF非相关积分算法分别有1.8 d B和1.5 d B的灵敏度提升。

直扩/跳频测控信号捕获算法研究

指出了将直扩/跳频用于航天测控在信号捕获时的特殊性,针对这些特殊问题提出了混合扩频测控的捕获方案,并对其中的2个方面进行了改进。采用基于凯泽窗PMF-FFT方法来实现对频谱幅值的扇形衰减进行改进,采用抛物线插值法对多普勒估计时产生的栅栏效应进行改进。理论分析和仿真结果表明,与原有算法相比较,在相同积分时间内,凯泽窗PMF-FFT方法比直接PMF-FFT能够有效降低FFT输出的峰值衰减,减小频谱泄漏;抛物线插值测频能够有效减少频谱估计误差,从而利于后继跟踪的快速建立。

窄带物联网中下行同步技术研究

基于窄带物联网系统研究下行同步技术,实现低信噪比和高频偏环境下的同步技术方案,具有较高的实际研究意义。为此,重点研究基于窄带物联网的智能电网下行同步技术的实现方案。并针对低信噪比和高频偏引起的窄带物联网下行同步性能下降问题,提出使用差分相关和PMF+FFT算法的改进方案,实现PSS定时监测过程和频偏检测过程。通过搭建对应的下行同步信道链路级仿真平台,与原有的分段相关算法进行比较分析。结果表明,该方案能显著地改善定时检测精度,并有效消除频偏的影响,同时分析了各模块性能提升状况。