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基于似然比检验的超宽带信道检测与定位算法

电子与信息学报 2017年第3期39卷 590-597页

作者：孙希延刘健纪元法廖桂生范广伟桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室桂林541004 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室石家庄050000

超宽带(Ultra Wide Band,UWB)室内定位系统的定位性能主要受信号非视距(None Line Of Sight,NLOS)传播影响。为此该文提出一种基于信道统计量(Channel Statistics Information,CSI)的信道NLOS状态检测法。该方法首先在IEEE802.15.4a信道模型下对均方根时延扩展和平均超量延迟的概率分布函数进行建模,作为信道标准分布。再以信道瞬时分布与标准分布间的KL散度为检验统计量做似然比检验(Likelihood Ratio Test,LRT)来鉴别信道状态。同时提出一种基于LRT的定位算法LRT-Chan算法。该算法能有效利用受NLOS污染的测距数据提高定位精度。仿真结果表明:LRT信道状态检测法在全部UWB信道中都能获得较高检测准确率;在定位锚点(Anchor Node,AN)分布不理想的NLOS环境中LRT-Chan算法也能取得较高定位精度。

关键词：似然比检验 NLOS信道鉴别 LRT-Chan算法 KL散度

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复杂环境下的UWB脉冲成形算法

系统工程与电子技术 2016年第12期38卷 2711-2716页

作者：孙希延刘健纪元法桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004

针对超宽带定位系统在多用户和弱信号环境下接收端易出现码间串扰(inter symbol interference,ISI)和多用户干扰(multiuser interference,MUI)等问题,提出一种基于修正最小均方误差估计(minimum mean square error estimation,MMSE)的自适应迭代算法进行超宽带(ultra-wideband,UWB)脉冲设计。该算法选取修正Hermite多项式(modefied Hermite polynomial,MHP)作为脉冲设计基函数。通过分析MHP的时频特性对最小均方误差估计准则下组合脉冲的各阶MHP系数进行修正,在此基础上根据组合脉冲功率谱密度与美国联邦通讯委员会(federal communications commission,FCC)辐射掩蔽之间的拟合程度设计自适应算法,对组合脉冲进行自适应调整实现脉冲设计。仿真结果表明该方案获得的脉冲有较高功率利用率,同时在多用户接入和弱信号检测方面也具备很强的适用性。

关键词：修正Hermite多项式自适应迭代多用户干扰弱信号检测

基于DSP和FPGA的卫星信号模拟器设计与实现

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电子技术应用 2016年第9期42卷 51-54页

作者：江灿辉孙希延严素清纪元法桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004

为给卫星导航接收机的测试提供高稳定度、高精度、可复现的卫星信号,设计了一款卫星信号模拟器。该系统以DSP+FPGA作为核心芯片,并集成了射频上变频电路、高速D/A转换电路、Flash芯片和SDRAM芯片。系统可以实现GPS L1信号和BDS B1I、B2I... 详细信息

为给卫星导航接收机的测试提供高稳定度、高精度、可复现的卫星信号,设计了一款卫星信号模拟器。该系统以DSP+FPGA作为核心芯片,并集成了射频上变频电路、高速D/A转换电路、Flash芯片和SDRAM芯片。系统可以实现GPS L1信号和BDS B1I、B2I、B3双模多频点卫星信号的模拟。利用商业接收机对硬件平台生成的卫星导航信号进行测试,定位结果验证了卫星信号模拟器设计的正确性,表明该系统达到了预期设计要求。

关键词： GPS BDS 卫星信号模拟器 FPGA DSP

基于辅助粒子滤波与灰色预测的时间序列NAR模型状态估计

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统计与决策 2019年第4期35卷 25-29页

作者：马雪莹蔡如华宁巧娇吴孙勇桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西桂林541004

在非线性自回归(NAR)模型建模的基础上,文章利用辅助粒子滤波(APF)和灰色预测(GM)相结合的方法估计NAR模型的参数和状态,减少因参数估计问题带来的状态估计误差。并将其与传统NAR模型估计和基于粒子滤波估计NAR模型状态的方法进行实验... 详细信息

在非线性自回归(NAR)模型建模的基础上,文章利用辅助粒子滤波(APF)和灰色预测(GM)相结合的方法估计NAR模型的参数和状态,减少因参数估计问题带来的状态估计误差。并将其与传统NAR模型估计和基于粒子滤波估计NAR模型状态的方法进行实验对比。结果表明,基于辅助粒子滤波与灰色预测相结合的估计方法优于传统NAR模型和粒子滤波估计方法,更适合于金融时间序列的预测。

关键词：粒子滤波辅助粒子滤波灰色预测 NAR模型最小二乘法

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BD2快速捕获方法的研究与FPGA实现

数据采集与处理 2015年第3期30卷 669-676页

作者：陈宇纪元法孙希延桂林电子科技大学通信与信息学院桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室桂林541004

针对北斗二代B1频点伪码相对较长,传统匹配滤波捕获占用资源过大的问题,在数字匹配滤波器的基础上,介绍一种折叠匹配滤波器结合快速傅里叶变换并行捕获的方法,将传统的多普勒频移和码相位的二维搜索减少为码相位、多普勒频移并行的一维... 详细信息

针对北斗二代B1频点伪码相对较长,传统匹配滤波捕获占用资源过大的问题,在数字匹配滤波器的基础上,介绍一种折叠匹配滤波器结合快速傅里叶变换并行捕获的方法,将传统的多普勒频移和码相位的二维搜索减少为码相位、多普勒频移并行的一维搜索,以此缩短捕获时间和减少资源的消耗。首先对算法的数学模型进行推导,然后对快速捕获的核心模块——sinc内插单元、折叠匹配滤波单元以及FFT谱分析单元的原理和FPGA电路实现进行了详细的论述。最后通过在Modelsim软件平台上的验证,证明了该实现方案具有设计合理、捕获速度快和资源消耗低的特点,在应用于北斗信号捕获的同时,还适用于其他系统的伪随机码捕获。

关键词：扩频通信快速傅里叶变换匹配滤波器可编程阵列门

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多板卡多模卫星信号模拟器的研究与实现

电子技术应用 2017年第7期43卷 70-73页

作者：姜东方纪元法孙希延桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004

针对多模多频点卫星信号模拟器设计难度高、占用系统硬件资源大的问题,提出一种多板卡传输与同步方式生成卫星导航信号的设计方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速D/A转换以及射频上变频电路,详细介绍了信号传输与同步方... 详细信息

针对多模多频点卫星信号模拟器设计难度高、占用系统硬件资源大的问题,提出一种多板卡传输与同步方式生成卫星导航信号的设计方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速D/A转换以及射频上变频电路,详细介绍了信号传输与同步方案的设计思想及实现。通过联合定位测试结果表明,该方案有效降低硬件平台及芯片的个体性差异带来的误差,实现信号同步生成,设计灵活、工作可靠稳定,对于低成本实现多系统多频点卫星信号模拟器的研究具有重要意义。

关键词： GNSS卫星信号模拟器 FPGA 多板卡跨时钟域源同步

区间量测下基于无迹变换的伯努利粒子滤波算法

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控制与决策 2017年第8期32卷 1523-1527页

作者：吴孙勇张馨方桂丛楠蔡如华孙希延桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004 中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

针对区间量测下目标的实时检测与跟踪问题,提出基于无迹变换的伯努利粒子滤波算法(BernoulliUpf).该算法在伯努利粒子滤波算法(Bernoulli-pf)的基础上融合无迹卡尔曼滤波(UKF),融合后的算法在预测步骤产生持续存活粒子时,充分考虑到当... 详细信息

针对区间量测下目标的实时检测与跟踪问题,提出基于无迹变换的伯努利粒子滤波算法(BernoulliUpf).该算法在伯努利粒子滤波算法(Bernoulli-pf)的基础上融合无迹卡尔曼滤波(UKF),融合后的算法在预测步骤产生持续存活粒子时,充分考虑到当前时刻的量测,从而引导粒子向高似然区域移动,使得粒子分布更加接近真实状态的后验分布.仿真实验表明,Bernoulli-Upf算法的估计精度优于Bernoulli-pf算法.

关键词：目标跟踪区间量测伯努利滤波无迹卡尔曼滤波粒子滤波

杂波环境下基于粒子滤波的微弱扩展目标检测前跟踪算法

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雷达学报（中英文） 2017年第3期6卷 252-258页

作者：吴孙勇薛秋条朱圣棋闫青竹孙希延桂林电子科技大学数学与计算科学学院桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室桂林541004 西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室西安710071

针对杂波环境下微弱扩展目标的实时检测和跟踪问题,该文提出一种基于粒子滤波的检测前跟踪(TBD)算法。该算法以杆状物体作为研究对象,通过划分距离和方位上的单元格,提出了不同区域内含有Weibull杂波的量测模型。在TBD框架下,将二进制... 详细信息

针对杂波环境下微弱扩展目标的实时检测和跟踪问题,该文提出一种基于粒子滤波的检测前跟踪(TBD)算法。该算法以杆状物体作为研究对象,通过划分距离和方位上的单元格,提出了不同区域内含有Weibull杂波的量测模型。在TBD框架下,将二进制目标存在变量和目标形状参数加入到状态向量中,通过抽样得到散射点集合,并利用粒子滤波实现杂波环境下对扩展目标状态和形状参数的检测和估计。仿真实验表明,该算法具有较好的稳定性。

关键词：杂波 Weibull分布粒子滤波检测前跟踪扩展目标

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卫星导航信号采集存储系统的设计

电子技术应用 2016年第4期42卷 63-66页

作者：黄庚纪元法孙希延桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004

为了给卫星导航接收机的性能研究提供重要的环境数据,设计了一款能够对真实导航卫星的信号进行采集存储的设备。该系统以FPGA+ARM作为核心芯片,并集成了射频下变频电路、高速A/D转换电路以及高速数据存储模块。这些模块构成了一款具有... 详细信息

为了给卫星导航接收机的性能研究提供重要的环境数据,设计了一款能够对真实导航卫星的信号进行采集存储的设备。该系统以FPGA+ARM作为核心芯片,并集成了射频下变频电路、高速A/D转换电路以及高速数据存储模块。这些模块构成了一款具有双采样通道、高采样存储速率、强便携性等特点的卫星导航信号采集存储系统。在完整的硬件平台上,通过对在轨卫星实际信号的测试,验证了信号采集存储系统数据的正确性,达到了预期设计要求。

关键词： GNSS 数据采集存储系统 FPGA PCI Express siI3132