编队卫星间自适应双门限恒虚警率捕获算法设计

快速准确稳定的捕获是编队卫星间自主测控的关键,针对传统的编队卫星间捕获方法虚警率高、捕获时间长等缺点,提出了一种基于自适应双门限的恒虚警率捕获算法,采用双积分滑动相关搜索,第一积分电路输出超过门限时,启动第二个积分电路,以实现快速准确的捕获;对输入信号进行噪声能量强度实时估计,自适应调节捕获门限,从而在不同的干扰噪声强度下实现恒虚警率控制。以加性高斯白噪声信道为背景对算法性能进行分析,证明虚警概率为独立于信噪比的常数,通过设计积分时间常数,可以实现快速捕获。仿真结果表明,与传统固定单门限滑动相关捕获方法相比,本文的方法具有捕获时间短、虚警率低等优点,适用于编队卫星间捕获。     

P码直接捕获算法的设计及资源优化

针对P码直接捕获消耗资源较多的问题,提出了一种资源优化的方法。该方法在检测概率、虚警概率和捕获时间满足系统要求的约束下,对存储资源、乘法器资源与逻辑资源进行多目标的优化,并通过兼容FFT快速捕获法与延迟相乘法的特点,能够自由地分配时域与频率搜索的并行度,因此该方法能够适用于各种形状的二维不确定域搜索任务,更有效地对资源消耗进行优化。     

伪码测距在深空探测任务中的应用

目前深空探测任务中广泛采用的测距体制为宽带转发模式,这种体制在转发有用测距信号的同时将上行信道噪声也转发下来,导致星上功率利用率降低。若采用再生伪码测距体制,则避免了转发过程,极大地提高了星上的功率利用效率,因而代表了未来深空探测任务测距体制的发展方向。CCSDS于2009年3月发布了伪码测距的蓝皮建议书,提供了伪码测距的国际标准。介绍CCSDS建议的伪码测距体制,研究其捕获和跟踪性能,并讨论其在深空探测任务中的应用。     

一种深空再生复合伪码测距信号的自适应捕获跟踪技术

再生复合伪码非常适合于深空测距。分析了复合伪码的相关特性和典型伪码跟踪环的结构,提出了一种通过相位误差过零检测进行码环带宽自适应调整的算法,进而实现测距信号的自适应捕获和跟踪。仿真结果表明算法能使环路的相位误差方差减小6～ 7倍。
     

CCSDS建议的再生伪码测距性能分析

CCSDS(国际空间数据系统咨询委员会)于2009年3月发布了伪码测距的蓝皮书,规定了再生伪码测距的技术要求。我国正在研制的深空应答机和深空站测控设备要求具备再生伪码测距功能,同时为了实现国际联网,伪码测距系统需满足CCSDS建议的要求。为给我国深空测控设备伪码测距系统的研制提供设计依据,通过分析伪码特性和伪码捕获跟踪方法,推导得到伪码测距的捕获性能和跟踪性能。分析得到的性能与CCSDS建议书一致,可作为我国深空应答机和深空站测控设备伪码测距系统设计的参考。     

一种基于FFT的PN码快捕方法研究

基于FFT的伪码快捕方法将码相位-多普勒频率的二维搜索简化为一维搜索,克服了多普勒频率的影响,大大缩短了PN码捕获时间,适用于低轨卫星。文章介绍了该方法的基本原理、实现算法和几个重要参数及性能的仿真分析。提出了克服算法固有的扇形衰落的两种方法,并给予简单分析。     

迭代伪码捕获算法的改进方法

为了解决扩频通信系统中长伪随机码的快速捕获问题,在分析现有迭代伪码捕获算法 性能的基础上,提出了该算法的改进方法,即多重迭代伪码捕获算法。给出了改进算法的迭 代流程,并与原算法进行了性能的对比分析,结果表明迭代后极大似然估计的误码率较改进 以前有了明显的降低,同时得到了多重迭代伪码捕获算法的最优算法参数。
     

频偏条件下基于DMF伪码捕获性能分析

基于数字匹配滤波器（DMF）的PN码捕获电路具有较快的捕获速度,但其输出主相关峰值对频偏较为敏感,在频偏条件下,通过推导PN码同步时的检测概率和虚警概率,进而计算出平均捕获时间,并且作出了仿真和分析,为改善频偏条件下捕获性能提供了解决思路和理论依据。     

一种再生测距伪码的自适应捕获技术

深空探测距离远,适合使用再生伪码测距技术。针对空间数据系统咨询委员会（CCSDS）提出的T2B测距复合伪码,计算了其6个子码在不同延拓周期下的相关值,推导了星上相关运算前信号噪声的分布形式。在对判决量统计特性分析的基础上,采用最大似然估计准则（MLE）对噪声标准差进行了合理估计,通过噪声标准差估计了判决门限,并采用奈曼...     

短帧长Turbo编译码的FPGA实现研究

对深空通信中短帧长信息的Turbo编译码FPGA实现进行了研究。设计了Turbo编译码方法,编码由两个分量编码器并行级联组成,选择递归系统卷积码,编码采用特殊行列交织器;译码由两个独立的软输入软输出译码器串行联级联组成,采用近似Log-Map算法。给出了Turbo编译码的现场可编程逻辑阵列(FPGA)实现,给出了Turbo编译码单元的接口和顶层接口时序,以及Map译码单元流程。仿真结果表明:对帧长小于500b、码率为1/2的Turbo编译码器的FPGA实现了编码数据实时输出,译码延时0.45ms,满足输入数据速率要求。实测结果验证了仿真结果与理论性能相符。     

脉冲干扰下的星间扩频码域并行捕获性能研究

星间链路的高动态给星间扩频信号带来高达几百kHz的多普勒频偏,本文提出一种利用卫星历书进行多普勒预估计与码域并行捕获相结合实现星间扩频信号捕获的算法.同时,常规的高斯白噪声下捕获概率分析对空间电磁脉冲不具有针对性,本文利用Possion分布对空间电磁脉冲干扰进行建模,对该并行捕获的捕获概率、捕获时间的影响进行了研究,表明该算法在信干比为-7.4dB时,捕获概率仍在90%以上,适于星间扩频信号的捕获.     

伪码调相与PAM复合测距系统研究

介绍了PAM伪随机码的构成原理,推导了PAM伪随机码的自相关函数和功率谱密度。结合图形分析了它们的性质特点。设计了伪码调相与PAM复合测距系统,并分析了在加性高斯白噪声信道中的各个阶段的信号形式。研究了复合测距系统的性能,详细推导了复合测距系统的信噪比增益。结果表明,与单纯的伪码测距系统相比,复合测距系统有更强的抗干扰性能和测距能力。     

基于iMPA的伪码快速捕获算法的性能分析和改进

针对迭代消息传递算法（iterative Message Passing Algorithm,iMPA）,通过证明m 序列是一种特殊的线性分组码,给出了该算法应用到伪码捕获的理论依据;分析了采用iMPA 进行伪码快速捕获的性能,包括捕获概率和算法复杂度;用马尔科夫链分析了基于iMPA的捕 获及判决流程,给出了平均捕获时间的解析表示。针对iMPA进行伪码捕获时收敛速度慢,检 测性能较低的缺点,通过增加因子图的约束,提出了冗余iMPA算法,即R\|iMPA（redundanc y iMPA）。仿真结果表明,R\|iMPA能有效的提高算法的收敛速度,检测性能平均提高约 2 dB 。     

并行组合扩频组合伪码捕获算法研究

为提高并行组合扩频测控通信系统接收端的同步性能,研究并行组合伪码的同步头、滑动相关、数字匹配滤波捕获算法,提出了并行组合伪码的FFT捕获算法。经理论分析与仿真验证,得出了数字匹配滤波与FFT捕获算法适用于并行组合扩频测控通信系统的结论。     

基于迭代信息传递的PN码快速捕获方法研究

在扩频通信系统中,低信噪比情况下,长伪码序列的快速捕获成为急需解决的一个关键问题。为了解决该问题,提出一种基于迭代信息传递算法的伪码快速捕获方法,给出了该算法伪码快速捕获的原理和实现方法,仿真分析了该方法的捕获性能。该方法采用软件实现,实现的复杂度较低。仿真结果表明该方法具有较快的捕获速度,较高的捕获概率,并能够在低信噪比下稳定工作。     

一种改进的北斗卫星信号并行捕获方法

为了提高全并行捕获方式下北斗卫星信号的发现概率,提出了一种改进的并行捕获算法。相对于传统的检测方法,该算法每次搜索需要存储少量的候选值,采用多次观测并统计候选值来完成信号检测。虽然增加了少量存储空间和运算,但是其利用了更多的观测信息,因此有利于提高弱信号下的发现概率。该方法不需要实时统计噪声分布,从而避免了噪声波动对于门限的影响。在高斯白噪声模型下给出了系统发现概率和虚警率的定量评估。理论分析和仿真结果表明该方法可以有效改善北斗弱信号的发现概率,相对于传统判决方法可以提高捕获灵敏度达3~4 dB。     

一种改进的长码直扩信号捕获算法研究

针对直扩系统中长码直扩信号捕获问题,提出一种改进型捕获算法。算法基于扩展复制重叠法,对重叠段进行了平均化处理,采用快速傅里叶变换(FFT)算法进行相关性运算。仿真结果表明:该算法可明显缩短捕获时间,并改善了峰均比。     

伪码测距信号波形设计

在伪码再生测距中，码跟踪环的跟踪性能是决定测距精度的关键，而不同的码片波形对码跟踪环性能的影响存在差异。针对适合再生测距的码跟踪环，并且对波形限定相同带宽的条件下，对不同波形测距信号对码跟踪环跟踪性能的影响进行了分析和仿真，结果显示跟踪性能与不同波形下环路S曲线的特性相关。根据比较结果，提出了最佳的伪码测距信号波形，为实际工程中伪码波形的选用提供了依据。     

一种提高BOC信号伪码相位测量精度的无模糊捕获算法

针对二进制偏移载波BOC调制信号捕获的模糊性问题,以及伪码相位捕获精度不足的问题,提出一种基于互相关函数重构和三次样条插值的BOC信号无模糊捕获算法。首先利用重构的互相关函数对BOC调制信号进行粗捕获,再通过三次样条插值法提高伪码相位的捕获精度。理论分析和实验验证表明,算法能够消除BOC调制信号的捕获模糊性,并将伪码相位测量精度提高72%。     

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 ,采用数字匹配滤波器可在高动态环境下实现长伪码的快速捕获