检索结果-内蒙古大学图书馆

西北工业大学学报 2017年第1期35卷 128-132页

作者：姚如贵高岩朱永佳南花妮徐娟西北工业大学电子信息学院陕西西安710072 长安大学电控学院陕西西安710064

频率捕获精度影响系统的相干解调,从而影响通信系统的性能。基于FFT的频率估计速度快,实现简单,但FFT变换存在栅栏效应,所以直接利用FFT进行频率估计,会带来较大的测量误差。传统Rife算法在低信噪比或相对偏差较小时存在插值方向错误的... 详细信息

频率捕获精度影响系统的相干解调,从而影响通信系统的性能。基于FFT的频率估计速度快,实现简单,但FFT变换存在栅栏效应,所以直接利用FFT进行频率估计,会带来较大的测量误差。传统Rife算法在低信噪比或相对偏差较小时存在插值方向错误的问题,而传统的Quinn算法则可获得正确的插值方向,通过融合Rife算法和Quinn算法的优点,提出了一种Q-Rife算法,实现更高的精度估计。充分利用幅相联合内插算法在相对偏差较小时频率估计精度较高的特性,进一步综合QRife算法和幅相联合内插算法的优势提出API-Q-Rife算法,可有效改善Q-Rife算法在较小相对偏差时的估计精度。利用MATLAB进行仿真,结果表明,改进的Q-Rife算法在减小频率估计误差的同时保证了算法的稳定性,而改进的API-Q-Rife算法可获得比Q-Rife更优的性能。

关键词：频率估计扩频系统频率捕获精度内插

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高速8PSK调制信号的频率捕获及跟踪算法研究

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信号处理 2005年第1期21卷 66-69页

作者：李晶朱江张尔扬沈荣骏国防科技大学电子科学与工程学院解放军总装备部科学技术委员会北京100080

载波频率同步是载波恢复的重要环节之一。本文基于高速8PSK调制信号完成载波频率估计的前提下,提出了一种采用二叉树(Binary Search Tree)频率搜索方法实现捕获及采用平均"滑动窗"递推最小二乘(RLS)一步预测方法实现频率跟踪... 详细信息

载波频率同步是载波恢复的重要环节之一。本文基于高速8PSK调制信号完成载波频率估计的前提下,提出了一种采用二叉树(Binary Search Tree)频率搜索方法实现捕获及采用平均"滑动窗"递推最小二乘(RLS)一步预测方法实现频率跟踪的算法;并针对此方法进行了理论推导和蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真。结果表明,该方法适用于全数字高速数传8PSK调制信号接收系统,同时也可移植、推广至全数字雷达接收机中。

关键词： 8PSK调制信号频率捕获频率跟踪算法频率估计信号处理

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面向空间引力波探测的激光外差干涉信号频率捕获算法研究

面向空间引力波探测的激光外差干涉信号频率捕获算法研究

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作者：王振鹏中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

空间引力波探测应用激光外差干涉测量原理,以相位测量方式计算不同航天器测试质量之间的距离变化反演引力波信号。其中相位计是实现高精度相位测量的有效载荷,以激光外差干涉信号为输入,并应用数字锁相环(Digital Phase-locked Loop,DP... 详细信息

空间引力波探测应用激光外差干涉测量原理,以相位测量方式计算不同航天器测试质量之间的距离变化反演引力波信号。其中相位计是实现高精度相位测量的有效载荷,以激光外差干涉信号为输入,并应用数字锁相环(Digital Phase-locked Loop,DPLL)原理测量激光外差干涉信号的相位变化。由于测量任务具有精度高、难度大、噪声多等特点,外差干涉形成的激光外差干涉信号组成十分复杂。其中主要包括主载波拍频信号、两个时钟边带拍频信号、测距通讯编码和多种噪声。三个拍频信号的相位包含了航天器间的距离变化、时钟抖动与时钟噪声等多种信息。但是由于航天器与航天器之间存在相对运动速度,导致激光从一个航天器传播到另一个航天器时会产生多普勒频移,使三个拍频信号的频率发生变化。拍频信号的频率偏移可能导致数字锁相环的锁定时间过长,出现失锁甚至无法正确锁定等情况,由此导致无法完成相位测量任务。因此在进行相位测量之前,需要先对三个拍频信号进行频率捕获。目前在空间引力波探测领域中,有两种方法对主拍频信号频率捕获做了讨论。一种是基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)理论,利用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)计算方法,将时域信号转化为频域表示。通过简单的峰值查找算法计算频谱峰值对应的频率完成频率捕获。但是由于离散频谱的分辨率受采样点数限制,存在较大的频率估计误差;二是由Filippo Ales等人提出的基于离散小波包变换的频率捕获方法。但是由于带宽测量和处理链中残留噪声的影响,存在较大的频率不确定度。以上两种方法仅对主载波拍频信号进行了频率捕获研究,并未对两个时钟边频信号的频率捕获进行讨论。在数字信号处理、卫星通信电子电力系统等领域中,常应用离散频谱校正方法实现高精度的频率估计。离散频谱校正是一种基于传统频谱分析的校正技术,通过对离散信号的频域分析和处理,对离散频谱进行校正和补偿。由此实现信号频谱的校正和重建,从而提高信号的频率分辨率和频谱精度,改善频率估计的准确度。离散频谱校正方法有很多,基本可以分为窗函数法、插值法、直接计算法、基于相位信息的矫正法和幅值矫正法等。本文结合多普勒频移影响与数字锁相环原理,通过分析激光外差干涉信号组成,明确了空间引力波探测频率捕获的任务需求。并基于离散频谱校正幅值矫正算法,根据能量重心原则推导了加窗信号的多频率主瓣函数通用表达式,设计了面向激光外差干涉信号的高精度多频率捕获算法。针对信号相位耦合项引起频率捕获精度降低的问题,通过研究信号采样与误差波动周期之间的关系,提出了应用误差积分减小噪声影响的方法,提高了频率捕获算法的精度与抗噪性。论文主要涉及空间引力波探测基本原理、激光外差干涉信号模型、数值锁相环原理、加窗信号频谱主瓣函数推导、测距通信码影响分析以及频率捕获算法硬件平台设计等研究内容。包括快速傅立叶算法、能量重心算法、误差积分以及坐标旋转数字算法(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)等技术的运用。本文在重点分析关键技术的基础上,给出了以FPGA为核心的频率捕获算法的总流程,并且详细介绍了各个模块的实现过程。最后,对频率捕获算法的捕获精度进行了分析。结果表明,当输入信号模型为激光外差干涉信号,主载波拍频信号的频率变化范围2MHz到20MHz,两个时钟边频信号的频率变化范围1MHz到21MHz,信号调制测距通信码,码片数目1024,码片速率为2.5MHz的情况下,主载波拍频信号的频率捕获误差小于1Hz,两个时钟边频信号的频率捕获误差小于10Hz,捕获时间为125ms。满足实时高精度频率捕获任务需求。

关键词：激光外差干涉空间引力波探测离散频谱矫正频率捕获多普勒频移

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基于二维分区的深空频率捕获算法仿真及设计

基于二维分区的深空频率捕获算法仿真及设计

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作者：邓伏虎电子科技大学

学位级别：硕士

在深空探测任务中,接收到的信号中包含有极大的多普勒频率以及多普勒频率变化率。由于深空任务中探测距离遥远,接收到的信号非常微弱,这是深空信号测频接收所面对的主要问题。如何解决在低信噪比下的高动态信号的频率测量问题就是本文... 详细信息

在深空探测任务中,接收到的信号中包含有极大的多普勒频率以及多普勒频率变化率。由于深空任务中探测距离遥远,接收到的信号非常微弱,这是深空信号测频接收所面对的主要问题。如何解决在低信噪比下的高动态信号的频率测量问题就是本文研究的目的。本文首先介绍了深空测控通信的特点以及已有的深空测频算法,并在此基础上提出一种基于二维分区的测频算法,利用频率信道化的思想,对接收信号频率以及频率变化率进行二维分区,将接收信号的频率划分为多个小块,在每一个小块中,信号的多普勒频移以及多普勒频率变化率都比较小,在进行频率信道化以后,每一路信号的频率偏移以及多普勒频率变化率都可以利用短FFT进行准确的测频。并且可以降低实际应用中的硬件资源、运算量、存储量等。在实际仿真过程中对算法的适用范围进行准确的研究。在满足系统整体要求下对算法进行部分改进提高。然后介绍了在实际设计时所采用的一种基于二维分区的频率捕获单元系统结构。在这种结构中,同时采用300个通道进行测频捕获,每一个通道都采用同样的结构,最后在优质的状态机下进行统一调度,实现准确的FFT测频。同时将系统划分为多个结构模块,并且分析了各个模块中的理论依据,对各模块的功能进行准确的划分,使得整个系统能够实现准确的测频捕获。然后对实际应用中的问题进行了分析,得出在本设计中最适用的结构。本文最后利用这种算法进行了单个测频通道的各种模块的硬件仿真设计,在每一个模块的设计中,对各个部分都进行了分析,并在各个模块中利用各种方法进行性能的提高。同时提出了在单个模块的优势以及缺点,为下一步的研究设计提供帮助。由于时间和条件的原因并没有对硬件设计进行实际系统的联试。但软件仿真表明算法可以准确对深空信号进行测频捕获。

关键词：深空探测信噪比高频率动态频率捕获

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卫星光通信中基于轨道预测的零差频率捕获技术研究

卫星光通信中基于轨道预测的零差频率捕获技术研究

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作者：何碧旺哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

卫星光通信是一种空间光通信技术,与传统的微波通信相比,卫星光通信具有诸多优势。随着科学技术的发展,人们对卫星通信速率的需求不断提高。零差相干探测相比于直接探测,具有更高的信噪比,信噪比的提高有利于进一步提高通信性能。然而,... 详细信息

卫星光通信是一种空间光通信技术,与传统的微波通信相比,卫星光通信具有诸多优势。随着科学技术的发展,人们对卫星通信速率的需求不断提高。零差相干探测相比于直接探测,具有更高的信噪比,信噪比的提高有利于进一步提高通信性能。然而,在星间光通信中,卫星间的相对运动会导致零差探测接收到的信号光产生多普勒频移,信号光频率漂移会严重影响零差相干光通信系统的性能。针对信号光频率漂移需要捕获的问题,研究如何建立零差频率捕获模型具有重要意义。首先,总结了频率捕获技术的研究现状。针对初始频差过大的问题,一般会采用温度调谐来进行粗捕获,但由于温度调谐速度太慢,会大大增加频率捕获时间。通过对对星间光通信中多普勒频移特性的分析,发现对多普勒频移进行估计和预补偿可以大大缩短频率捕获时间。因此,本文的研究是基于轨道预测多普勒频移并进行预补偿这个基础,给出零差频率捕获方案。其次,建立了零差相干光通信系统的仿真模型,推导出了基于I支路延迟的XOR鉴相器平均输出电压表达式,提出了基于轨道预测的闭环捕获方案,对闭环频率捕获模型的鉴相、鉴频特性和频率捕获性能进行了仿真分析。仿真结果表明,所建模型可以实现频率的快速捕获。最后,提出了基于轨道预测的算法捕获方案,建立了频偏估计算法的仿真模型,仿真分析了信噪比、线宽、频率估计块的长度N以及相位估计块的长度M对算法精度的影响。仿真结果表明,算法模型基本消除了频率漂移的影响。

关键词：卫星光通信零差探测频率捕获光锁相环频偏估计算法

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脉冲激光锁相环的频率捕获技术研究

脉冲激光锁相环的频率捕获技术研究

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作者：郭健聪电子科技大学

学位级别：硕士

与传统通信技术相比,相干光通信技术具有灵敏度高、传输距离长、能够快速传输海量数据等优点。若在相干探测中,信号采用脉冲激光调制,会使得信号激光峰值功率更大,从而增大了接收机的接收灵敏度,使得探测距离大大提升。脉冲激光锁相环... 详细信息

与传统通信技术相比,相干光通信技术具有灵敏度高、传输距离长、能够快速传输海量数据等优点。若在相干探测中,信号采用脉冲激光调制,会使得信号激光峰值功率更大,从而增大了接收机的接收灵敏度,使得探测距离大大提升。脉冲激光锁相环是脉冲相干探测技术的关键技术,其能实现连续本振激光与脉冲信号激光的相位锁定,近年来成为相干光通信技术研究的热点。本文以宽带低延时脉冲激光锁相环为基础,开展了脉冲激光锁相环的频率捕获技术研究,希望能实现脉冲激光锁相环的快速频率捕获,并将环路初始频差降低至脉冲激光锁相环的快捕带内,从而实现相位锁定。本文的主要内容分为以下四个部分:(1)介绍了光锁相环技术的研究背景,对比了脉冲相干探测与传统的相干探测技术的优劣,总结了国内外光锁相环的研究现状。(2)对几种典型的光锁相环结构进行了介绍与理论分析,然后阐述了多普勒效应产生的原理,分析多普勒频移对光锁相环的频率捕获过程的影响,并对比了4种辅助频率捕获技术方案,得出数字鉴频辅助频率捕获技术在频率捕获精度、捕获范围、自动化等方面的优势。(3)以鉴频器辅助频率捕获技术为基础,分析了基于FFT的数字鉴频器对于脉冲差频信号频率测量的可能性,并完整的设计出数字鉴频器结构和能高效叠加鉴频电压与环路信号的频率控制器结构。研制了FPGA处理控制单元和数模转换单元,与时钟发生单元和信号采集单元共同构成数字鉴频器,并对FPGA处理控制单元的FPGA芯片编程,FPGA芯片内部划分为4大模块,分别是ADC控制模块、门限检测及数据降速模块、FFT模块和频谱信息筛选模块,完成了对信号采集单元的功能配置,脉冲差频信号数据的捕捉降速、FFT运算、频率值计算等功能。(4)开展了所研制的数字鉴频辅助频率捕获系统的相关实验,验证了系统内各器件的功能,最后将脉冲激光锁相环、数字鉴频器和频率控制器连接形成闭环,开展了脉冲激光锁相环的频率捕获实验,实验结果表明所研制的辅助频率捕获系统能实现脉冲激光锁相环的频率捕获,将环路初始频差降低到1MHz以内,此时脉冲激光锁相环能迅速相位锁定,完成锁相。实验测得该辅助频率捕获系统能在100ms快速捕获±100MHz的脉冲差频信号。

关键词：脉冲相干探测频率捕获数字鉴频 FFT FPGA

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低信噪比大频偏空间光信号的频率捕获研究

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遥测遥控 2024年第2期45卷 68-74页

作者：华莹李晓亮林一李英飞北京遥测技术研究所北京100076

卫星相干光通信系统信号解调过程中,卫星相对运动会导致接收的信号光产生GHz量级的多普勒频移,信号光的远距离传输导致光信噪比极低,传统方法无法在低信噪比下补偿大范围多普勒频移,严重影响通信系统的能力。针对上述问题,本文提出了一... 详细信息

卫星相干光通信系统信号解调过程中,卫星相对运动会导致接收的信号光产生GHz量级的多普勒频移,信号光的远距离传输导致光信噪比极低,传统方法无法在低信噪比下补偿大范围多普勒频移,严重影响通信系统的能力。针对上述问题,本文提出了一种两段式频率捕获算法,该算法包含自动扫频和锁频控制两个阶段。自动扫频阶段通过本振光自动频率扫描将频差缩小至100 MHz量级;锁频控制阶段通过高精度的本振光频率控制与FFT变换,在低信噪比下继续缩小频差至MHz量级。仿真验证结果表明:该算法可在2 dB信噪比下补偿大动态范围的10 GHz范围多普勒频差,满足卫星相干光通信解调需求。

关键词：卫星相干光通信频率捕获频偏估计 FFT变换扫频

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一种改进的深空高动态微弱信号频率捕获算法

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遥测遥控 2015年第4期36卷 6-11页

作者：甘浩张晓林马月红徐驰李赞北京航空航天大学北京100191 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

分析传统的基于极大似然法的高动态微弱信号频率捕获算法,深入研究发现,在高动态条件下求平均周期图的时候存在多普勒频率变化率差值,使得信号非相干累加无法达到最佳效果。针对此问题,提出一种频域循环移位累加求周期图的改进算法,在... 详细信息

分析传统的基于极大似然法的高动态微弱信号频率捕获算法,深入研究发现,在高动态条件下求平均周期图的时候存在多普勒频率变化率差值,使得信号非相干累加无法达到最佳效果。针对此问题,提出一种频域循环移位累加求周期图的改进算法,在相同多普勒动态范围及多普勒频率变化率条件下,提升信号频率捕获性能。

关键词：深空通信高动态微弱信号极大似然法频率捕获

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微波综合器的高速频率捕获装置

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航天电子对抗 1986年第4期 44-46页

作者：黄凯

高速频率捕获装置利用一个可变速率的时钟电路来确定频率比较器的响应时间,该比较器将所需要的信号频率和参考频率进行比较,时钟电路的速率由两个信号频率之差的倒数决定。

关键词：综合器微波频率快速跳频频率捕获参考频率压控振荡器鉴频器频率检波器数模变换器仪表比较器信号频率装置

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一种应用DRM接收机的频率捕获新算法

一种应用DRM接收机的频率捕获新算法

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2005年中国数字电视与网络发展高峰论坛暨第十三届全国有线电视综合信息网学术研讨会

作者：王明马杰中国传媒大学

广播DRM中使用了OFDM的调制方式,它的缺点之一就是对频率偏移很敏感.在DRM接收机的设计中,频率捕获是一个关键.本文在比较了传统的频率捕获算法之后,提出了一种新的针对于DRM接收机的频率捕获算法,计算机仿真显示,在接收信号具有大的小... 详细信息

广播DRM中使用了OFDM的调制方式,它的缺点之一就是对频率偏移很敏感.在DRM接收机的设计中,频率捕获是一个关键.本文在比较了传统的频率捕获算法之后,提出了一种新的针对于DRM接收机的频率捕获算法,计算机仿真显示,在接收信号具有大的小数倍的频率偏移时,性能较传统算法有一定的提高,能够满足DRM接收机的同步要求.

关键词：数字声音广播接收机频率捕获正交频分复用

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