基于数据样本方差的正交频分复用水声通信多普勒频移估计方法

针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该比值序列在不同多普勒补偿因子下的方差,选取方差最小时对应的补偿因子作为多普勒频移估计值,利用稀疏贝叶斯学习和判决反馈信道估计算法获得修正后的信道频域响应并传递给后序符号,实现对多普勒频移的实时跟踪。数值仿真验证了该方法的可行性和优越性,海上试验证明,该方法实现了基于无人水下航行器的OFDM水声移动通信,能够对时变多普勒频移进行有效估计。     

GPS系统多普勒频移估算的研究

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,对多普勒频移估计算法进行了研究。推导了导航卫星运行参数的数学模型,给出多普勒频移估算的数学模型,对导航卫星运行参数及多普勒频移特性进行了MATLAB仿真。结果表明,卫星与接收机之间的相对位置对信号的多普勒频移特性有着较强的影响。仿真结果可以为多普勒频移的估计和补偿提供先验信息。     

混合扩频测控体制下高精度测速研究

针对具有大多普勒偏移的DS-FH/MSK信号进行捕获和多普勒偏移估计问题,介绍采用匹配FFT技术对载波进行粗估计,采用FFT频谱细化算法对载波多普勒频移进行精估计的方法。在较短的时间内同步系统的同时,对多普勒偏移进行高精度的估计和补偿。该方法对载波的多普勒频移的粗略估计能解决载波同步的问题,而对多普勒偏移的精确估计能解决测速问题。通过仿真表明,该方法能更快,更高精度地完成多普勒频移的估计,从而完成测控体制下高精度测速的要求。     

高速运动目标瞬态极化散射矩阵的校准

在瞬态极化雷达测量体制下,利用正负斜率线性调频脉冲虽然可以在一个脉冲周期内测量得到目标的极化散射矩阵,但对于高速运动目标,如果不对多普勒频移加以补偿,测量结果将产生误差.本文提出了利用正负斜率线性调频脉冲对在一个脉冲周期内估计目标多普勒频移的方法,并分析了其信号处理过程,导出了多普勒频移估计的表达式,可以对匹配滤波器进行多普勒补偿,提高极化散射矩阵的测量精度.仿真结果证明了该方法的可行性和有效性.     

NGB-W系统中最大多普勒频移估计及其改进算法

针对传统最大多普勒频移估计算法在低速移动或每帧中传输OFDM符号数较少时估计误差较大的问题,本文针对NGB-W系统提出了一种基于插值的传统多普勒频移估计算法的改进算法.本文依据传统算法,对连续导频进行插值,有效提高了多普勒频移估计算法的性能.采用CCSS平台进行仿真,仿真结果表明,改进的算法与传统算法相比,在低速移动及传输OFDM符号少时表现出更好的性能.     

GNSS信号中多普勒频移的估计与补偿技术

为了提高全球导航卫星系统(GNSS)的信号捕获速度,提出了一种校正与补偿由卫星运动导致的GNSS信号中的多普勒频移的算法。讨论了由卫星运动的动力学方程计算卫星运动速度的方法、(GNSS接收机位置下的)可见卫星的确定,分析了由卫星运动引入GNSS信号中的多普勒频移,通过建模仿真了24颗卫星信号的多普勒频移变化曲线。仿真结果表明,多普勒随时间变化的曲线是具有周期性和单值性的光滑曲线,可依据接收机时钟估计出多普勒频移值,在半径800 km左右的范围内,大部分时间上的估计误差小于500 Hz,有效地缩减了多普勒频移的不确定范围,提高了GNSS信号的捕获速度。     

GNSS数字下变频设计与分析

针对数字下变频滤波会造成信号相位延迟的特性以及GNSS接收信号存在多普勒频移问题,设计了应用于GNSS信号的数字下变频补偿方法。通过分析输入数字中频信号与滤波器频域特性,得到输入中频信号与滤波后信号之间的相位差。滤波后的信号通过FFT乘以这个相位因子,再进行IFFT恢复原始相位,补偿了传统数字下变频带来的相位延迟和多普勒频移丢失,通过对比分析原始接收数据与数字下变频补偿后的数据的捕获结果证明,软件接收机能够正确捕获GNSS信号码相位和多普勒频移。     

跳频信号互模糊函数相参积累时差和速度差估计方法

在运动多站定位场景下，宽带跳频通信信号的载频跳变会产生变化的多普勒频移，因此无法直接利用跳频信号的多个不同脉冲估计多普勒频率差，若仅估计单个跳频脉冲的时频差，则精度低而无法满足定位要求。针对此问题，提出了一种基于互模糊函数相参积累的宽带跳频信号时差和多普勒速度差估计方法。首先将宽带跳频信号的多普勒效应差建模为多普勒速度差，从而无需对多普勒频差进行估计，避免载频跳变对多普勒效应差估计造成影响，并建立了时变时差的时差和速度差信号模型。然后对各单跳信号的互模糊函数进行相位补偿以实现相位对齐，通过对相参积累后的互模糊函数进行时差和速度差的二维峰值搜索，可以得到多跳频脉冲信号初始时刻时差和速度差的相参估计结果。最后以Link16数据链信号为例对算法进行了仿真实验，验证了算法的正确性与精度优势。     

基于相参积累的宽带跳频信号时差和速度差联合估计方法

运动多站无源定位场景下,宽带跳频通信信号载频跳变会产生变化的多普勒频移,从而导致无法直接估计多脉冲跳频观测信号的多普勒频差,而单跳信号的时频差估计精度又不能满足定位要求。针对该问题,本文提出了一种跳频信号多脉冲相参积累的时差和多普勒速度差联合估计算法。首先对宽带跳频观测信号建立时差-多普勒速度差模型,然后对脉冲对的频域共轭积补偿相位后累加求和,最后通过代价函数的二维峰值搜索求得跳频信号时差和多普勒速度差估计值。仿真结果表明,本文所提方法相比于单跳方法和多脉冲非相参积累方法,估计精度提升显著且在中高信噪比条件下能够贴近CRLB,验证了所提方法的正确性与精度优势。     

OFDM移动通信系统中的最大多普勒估计

提出了一种基于信道估计自相关函数的多普勒频移估计算法.在OFDM符号数据段前插入正交可变扩频因子(OVSF)序列,求出时域的信道冲激响应,利用信道冲激响应的自相关实现多普勒频移估计.仿真结果表明,该算法可以在较大多普勒频移范围内有效地估计出多普勒频移.