基于FPGA的快速捕星方法实现

为了解决高动态GPS接收机硬件实现快速捕星的问题,提出了一种基于FPGA的利用多通道码相位进行并行捕获的快速捕星方法.该方法分析了码相位并行捕获算法原理及其实现存在的问题;讨论了接收通道数对捕星时间的影响,提出了扩展GPS接收机的通道数保证所有卫星同步搜索的相关器方法;在FPGA开发平台上,实现了并行32通道共享一路基于码相位并行捕获FFT/IFFT模块的快速捕星方法.测试结果表明:基于FPGA的快速捕星方法可行;冷启动条件下,捕星时间小于0.5s,与传统串行捕获方式相比速度有显著提高;应用于高动态GPS接收机实现了实时定位.     

GPS接收机P(Y)直捕方法研究

GPS接收机P(Y)直捕算法是基于存储的滑动相关搜索,并利用FFT将时频二维联合搜索变成时域一维搜索。同时,考虑位同步点已知的条件,接收资源池只需存储一段接收序列,缩短了捕获时间且利于硬件实现。仿真结果表明,多普勒频移为±5kHz时,所带来的峰值衰减为2dB左右,本地信号与接收信号对齐时出现明显的相关峰,很好地实现了捕获功能;提出了用“重叠分段补零FFT“操作实现并行相关,成倍降低了捕获时间;提出了利用位同步信息,避免了码极性翻转可能引起的信噪比损耗;针对码相位漂移,提出了优化捕获策略,可在短时间内完成重捕。     

折叠匹配滤波器加FFT鉴频的伪码快速捕获方法研究

航天扩频测控中,多普勒频率达到上百千赫兹,而要求设备捕获时间为秒级。对如此苛刻的要求,目前只能使用匹配滤波器实现载波、伪码双并行捕获方法。针对扩频测控使用伪码长度较长,匹配滤波器占用资源过大,难以应用于实际的不足,提出了一种应用折叠匹配滤波器加快速傅里叶变换（fast Fourier transform,FFT）载波并行捕获的方法。该方法利用折叠匹配滤波器占用资源少的特点,克服了捕获速度与资源占用的矛盾,在不改变捕获速度的同时,达到了减少硬件资源的目的。     

高动态直扩接收机快速码捕获方法

针对接收信号存在大频偏的高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,分析了高动态环境下匹配滤波检测器相关长度与相关后输出信噪比之间的关系,提出了分段匹配的方法。同时提出了在低信噪比的恶劣条件下,利用多周期累加的方法进行伪码捕获。根据这种新方法重新设计了捕获模式,并基于Matlab进行了算法仿真和性能比较,结果表明,新的算法能够容纳较大的频率动态范围,在较低信噪比下,具有伪码捕获功能。     

用FPGA实现GPS的C/A码发生器

采用了FPGA方法来模拟高动态(Global Position System GPS)信号源中的C/A码产生器.C/A码在GPS中实现分址、卫星信号粗捕和精码(P码)引导捕获起着重要的作用,根据文献[1]引入C/A码生成方程,通过硬件描述语言VERILOG在ISE中实现电路生成,采用MODELSIM、SYNPLIFY工具分别进行仿真和综合.最后由图3展示的结果与文献[1]相对比证明了设计的正确性.     

一种全数字扩频接收机的设计方案

提出了一种基于匹配滤波器的全数字新型扩频接收机方案,可实现码相位的快速捕获。在初始捕获阶段,采用1bit量化减小系统的硬件消耗,采用多码元相关累加的方法降低码捕获的误捕概率。通过仿真证明了关键算法的可行性,并且硬件实现了该全数字扩频接收机的设计。测试结果表明,该设计方案可行并具有良好的性能。     

高动态高码速率全数字化解扩接收机的设计

为了解决在高动态环境下进行扩频通信时高处理增益和短初捕时间之间的矛盾,对高动态环境下的伪码快捕跟踪算法和载波跟踪技术进行了研究。研究了串并组合的伪码快捕方法和FLL与PLL相结合的动态载波跟踪技术;在此基础上,设计完成了一种高集成度的全数字化解扩接收机。     

高动态GPS C/A码的快速捕获与跟踪技术

针对高动态GPS接收机C/A码的快速捕获与跟踪问题进行了研究,介绍了一种高动态环境下的伪码快速捕获与跟踪算法.该算法既不占用太多的硬件资源,又显著改善了高动态GPS接收机C/A码的捕获速度与跟踪精度,大大提高了高动态GPS接收机的性能.     

高动态环境中伪码锁相环设计

伪码相位的精确稳定跟踪是扩频通信系统的关键问题。在高动态、低信噪比环境下,伪码锁相环的设计更为困难。在介绍数字化伪码锁相环的组成和工作原理基础上,对高动态环境应用要求下环路滤波器的特性进行了详细分析;并在一种数字化扩谱接收机中,完成了伪码的精确跟踪。     

GPS/DR组合定位系统信息融合技术

在分析GPS/DR组合定位系统特点的基础上,设计了一种改进的联邦卡尔曼滤波器结构。对于GPS线性子系统采用标准卡尔曼滤波器,对于DR非线性子系统则采用无察觉卡尔曼滤波器。主滤波器采用动态信息分配系数对子滤波器的结果进行最优估计,并对DR子系统进行误差补偿,部分削减DR的误差累积效应。实验结果表明,算法能够满足车载导航系统的定位要求,并且在GPS误差较大时保持系统较高的可靠性和定位精度。     

PMF-FFT的PN码捕获方法分析及仿真

为了解决PN码捕获时间长与资源消耗大的问题,分析了基于PMF-FFT的捕获方法.该方法是使用一组部分相关器结合快速傅立叶变换进行PN码捕获,可以将码相位和多普勒频移的二维搜索变为码相位的一维搜索,从而大大减少了捕获时间.推导了该算法的理论,并在MATLAB平台上实现了PN码捕获的仿真以及性能分析.理论分析和仿真结果表明该方法的平均运算量减少了20%,相关峰值增加7倍以上,可以实现对扩频信号的快速捕获.同时在信噪比低至-15 dB时能较好地完成捕获,该方法具有良好的抗干扰性能.     

Performance analysis of fast GPS signal acquisition based on PMF and Window FFT

Combining the advantages of partial matched filter(PMF) and fast Fourier transform(FFT),an improved fast acquisition method for GPS C/A code is proposed.According to PMF-FFT acquisition architecture,the greater the number of PMF will bring out the more slowly amplitude decreasing of the amplitude-frequency response,the smaller scale of the corresponding PMF,and the larger computation of the FFT.In order to compensate the frequency spectrum attenuation caused by spectrum leakage and fence effect,adding window function to PMF-FFT is presented.Through comparing the influences to the acquisition performance based on rectangular,Hamming,Blackman and Rife-Vincent(Ⅲ) window functions,an improved Rife-Vincent Ⅲ windowing algorithm is recommended for the fast acquisition based on PMF-FFT.     

扩频通信系统中数字匹配滤波器的实现及其捕获性能分析

设计了一种采用VHDL语言实现的应用于扩频通信捕获的数字匹配滤波器,并对其捕获性能进行了分析.这为扩频信号处理芯片的设计提供了新的机遇.     

基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法

北斗B1频点信号采用二次编码结构,而二次编码使用的NH（Neumann-Hoffman）码会发生比特跳变,导致接收机捕获性能降低,对此,提出一种基于伪码与多普勒频率分离的北斗信号捕获算法.该算法将接收信号分为两路,利用延迟差分运算和测距码的双极性分别对两路信号进行处理,消除了NH码比特跳变带来的影响.在此基础上使用匹配滤波器捕获码相位,使用快速傅里叶变换搜索多普勒频移,实现了码相位和多普勒频移的同时捕获.仿真结果表明,提出的算法成功捕获到了NH码跳变的信号,且在相同虚警率下灵敏度相比部分匹配滤波和快速傅里叶变换算法约有1.03 dB的提升.     

基于大步进串行捕获的DS/BPSK导航接收机捕获性能研究

针对低信噪比条件下导航接收机长伪码序列的快速捕获问题,提出了一种大步进串行捕获方案,实行区间与区间之间串行捕获,区间内并行捕获.给出了系统硬件实现的原理框图,建立了系统的数学模型,采用状态转移函数推导了系统平均捕获时间的计算表达式.在综合考虑伪码相位误差,多普勒频移和噪声干扰的基础上,详细分析了系统的捕获性能.     

多项式数字信号并行处理

并行处理是高速实时信号处理领域研究的主要技术，随着信号处理技术的发展，并行处理技术越来越受到人们的重视，该文通过对数字信号进行我项式并行表示，讨论了几个数字信号并行实现的问题。如通过多项式分解设计了并行自适应有限冲激响应（ＦＩＲ）滤波器的实现新方法。     

一种新型单相并联型有源电力滤波器实现方法的研究

提出了一种能在单相并联型有源电力滤波器（Active Power Filters, APF）中使用单闭环控制策略的实现方法.该实现方法通过构造与网侧电压、电流正交的虚拟电压、电流分量后,采用单相PQ理论推导出了单相并联型APF在理想情况下补偿电流指令的表达式.在此基础上,本文通过功率预测算法求取了用于稳定APF直流侧电压而必须从电网吸收的有功功率表达式,进而获得实际工作状态下补偿电流指令.功率预测算法的使用可使本文提出的实现方法能取消常规方法中必须具备的电压调节环节而仅采用单闭环控制策略来对APF进行控制,因而具有控制参数设定简单、系统的动态响应快和鲁棒性强等特性.文中还以实际中使用最为广泛的一种单相并联型APF的电路为例,研究了APF在启动、正常运行和负载突变状况下的动态响应过程.仿真和实验结果验证了本文提出的实现方法的有效性.     

DSP上实现的卡尔曼滤波器

本文提出了跟踪运动物体的卡尔曼滤波器的完整设计过程.滤波器是在TMS320数字信号处理器(DSP)上实现的,和模拟结果比较,分析了滤波器的精度及量化误差的影响.尽管该滤波器是专用DSP构造的,但设计方法也适用于其它类型的DSP.该滤波器可以用来滤除运动物体位置测量信号中的噪声.对一个二维运动物体,单字长精度的滤波器带宽可达1.68kHz.     

基于PXI总线的虚拟数字示波器软件设计

提出了一种基于PXI总线的虚拟数字存储示波器实现方法。介绍了示波器数据采集板原理和底层驱动程序开发过程。结合设计的虚拟示波器面板,阐述在各种用户控制命令和状态下,数据的采集、处理以及波形和测量结果的显示等示波器功能的实现。