一种快速FFT捕获算法及其FPGA实现研究

典型FFT捕获方法可以完成码相位的并行捕获,较滑动相关方法可以更快捕获GPS信号,但是仍比较耗时。利用频域移动等于时域乘以指数信号的特性,可以在1 ms时间内完成多普勒频率的搜索,实现码相位和频率域的同时并行捕获,给出了FPGA实现的结构设计,结果表明该方法资源消耗小,捕获速度快,是一种优秀的快速捕获技术。     

Research on Fast FFT Acquisition Algorithm and Implementation on FPGA

典型FFT捕获方法可以完成码相位的并行捕获,较滑动相关方法可以更快捕获GPS信号,但是仍比较耗时.利用频域移动等于时域乘以指数信号的特性,可以在1 ms时间内完成多普勒频率的搜索,实现码相位和频率域的同时并行捕获,给出了FPGA实现的结构设计,结果表明该方法资源消耗小,捕获速度快,是一种优秀的快速捕获技术.     

北斗软件接收机B1频点信号捕获算法研究

北斗MEO/IGSO卫星信号调制速率为1 Kb/s的NH码,在使用传统的并行码相位捕获算法时,并不一定能成功捕获到信号,这里使用一种改进的并行码相位捕获算法,并用基于曲线拟合的精捕获方法减小频率估计误差。仿真结果表明,改进的并行码相位捕获算法成功地捕获到了北斗MEO/IGSO卫星信号,并通过基于曲线拟合的精捕获算法减小了频率估计误差。     

高动态弱信号环境下基于INS的GNSS捕获方法分析

为保证 GNSS 在挑战环境下的捕获性能，分析了高动态弱信号捕获存在的问题，提出了一种新的 INS 辅助并行码相位捕获方法，在频域利用 INS 辅助信息卫星星历/历书数据估计多普勒，缩小频率搜索范围，在码域利用码相位估计及并行码相位搜索的方法，减少码相位搜索时间，最后结合差分相干累积提高捕获灵敏度，实现高动态弱信号的快速捕获。仿真结果表明， 该算法能显著提升高动态、弱信号环境下 GNSS 接收机的捕获性能。     

基于LabVIEW的GPS信号捕获算法实现

简要介绍了GPS捕获原理以及并行码相位搜索捕获算法,并在此基础上编写了基于LabVIEW的GPS信号捕获程序.在考虑到算法实现所需时间和涉及计算量的前提下,采用了计算量较少,捕获时间较短的并行码相位搜索算法.基于LabVIEW的并行码相位捕获搜索算法实现的捕获程序不仅实现了粗捕获,而且加入了精捕获的程序,使得对载波频率的估计更加的准确.可扩展应用于北斗、伽利略等其它导航卫星的信号捕获.     

GNSS改进型平均相关捕获技术和Simulink仿真

为了缩短全球导航卫星系统(GNSS)接收机开机时间,减少运算量对计算机性能的要求,对传统并行码相位捕获方法进行了改进,提出了改进型平均相关捕获方法用于进行基带信号捕获。此方法是对中频信号进行二次平均分组采样以减少傅里叶变换点数,进而达到减少运算量的目的,并且改进了传统的并行码相位捕获方法框架,进行码相位和载波捕获。利用Matlab/Simulink作为仿真平台对实际GNSS采集信号进行捕获仿真,证明了改进型捕获算法可降低运算量,缩短42%的捕获时间,虽存在0.02%的码相位误差,但满足实时捕获C/A码相位和载波频率的要求。     

GPS信号捕获算法Matlab/Simulink仿真

为了评价GPS信号并行码相位捕获算法、并行频率捕获算法、线性捕获算法3种常见捕获算法捕获性能的优劣,采用Matlab/Simulink工具对其捕获效果进行仿真分析。首先理论分析三种捕获算法的优劣,再用Simulink模拟信号源,M文件实现捕获过程的方式,并以捕获时间作为标准,得出并行码相位捕获所用时间最短,并行频率捕获时间相对较长,线性捕获最慢的结果。这些算法的仿真实现和捕获性能的比较,对接收终端捕获模块的研发工作具有一定的参考与指导作用。     

GLONASS卫星信号捕获研究

介绍了GLONASS卫星信号的组成和特点,分析了卫星导航接收机对卫星信号捕获的串行搜索算法,并介绍了基于快速傅里叶变换的并行频率和并行码相位捕获算法原理。对3种捕获算法的复杂度和捕获效率进行了对比分析,理论结果表明,并行码相位捕获算法效果较好。利用Matlab软件模拟产生GLONASS中频信号,对3种捕获算法进行了仿真验证。实验结果表明,在-25 dB的信噪比下,3种算法均能对1 ms卫星信号进行捕获,并行码相位捕获算法效率最高,与理论结果一致。     

基于FFT的GPS信号二维大规模并行捕获

GPS接收机中信号捕获通过粗略调整本地复制信号的码相位和载波频率与卫星信号同步.信号捕获实际上一个二维的搜索过程,其主要挑战是计算复杂度.基于FFT的二维并行捕获方法,可以一次搜索整个二维不确定空间,在减少计算复杂度的同时提高了捕获性能.仿真结果表明,采用35 ms的捕获时间可以90%概率捕获到载噪比为34 dB-Hz的卫星信号.     

一种新的基于FFT的高动态扩频信号捕获方法

由于传统的伪码捕获方法对高动态大多普勒信号捕获困难,提出了一种基于FFT的并行搜索多普勒频偏和伪码相位的快速捕获方法.该方法考虑了高动态下多普勒频率的变化率,先通过延时自相关捕获并补偿多普勒频偏及其变化率,再使用FFT伪码循环相关捕获码相位,最后用MATLAB进行了仿真,验证了该方法的正确性和有效性,该方法适用于大多普勒频偏范围和快速捕获要求.     

GPS信号快速捕获技术研究及仿真

为提高GPS信号的捕获速度,研究了基于快速傅里叶变换的并行码相位快速捕获技术,在原算法的基础上进行了二级处理,对频率细化从而减小了相关值衰减,使其更适用于工程应用。采用该技术在频域计算输入信号与本地信号的相关值,并得到相关峰值所对应的载波频率和码相位。Matlab仿真结果表明,该技术可以成功的捕获GPS卫星的C/A码信号并减少运算量,乘法和加法的运算次数是传统顺序搜索算法的0.112 3%和0.215 7%,有效的缩短了信号捕获时间。     

基于相关的SFFT的卫星信号捕获算法

GPS(Global Positioning System)接收机中,常用的捕获方法有时域串行捕获方法、基于FFT( Fast Fourier Transform)的并行频率捕获方法和基于FFT的并行码相位捕获方法,但在某些应用场景下,会对卫星信号的捕获速度提出更高的要求,因此给出了一种基于相关的SFFT(Sparse Fast Fourier Transform)的卫星信号快速捕获算法。该算法结合卫星信号伪随机码的强自相关性的特性,将原有的SFFT的幅度估值去掉,利用时域串行的捕获方法,将SFFT算法中输出的大值坐标点对应的本地伪码与接收卫星信号做相关,进而捕获卫星信号。通过实验对算法进行验证,并与已有的卫星信号捕获方法进行对比,结果表明该方法能有效地运用于卫星信号捕获中,并且该算法的运算量要比传统捕获算法更低。      

基于FFT/iFFT的GPS信号捕获算法研究

利用快速傅立叶变换和反变换（FFT/iFFT）在频域实现循环相关是一种GPS C/A码快速捕获的有效方法,其可以将时频二维的联合滑动相关搜索转化为一维频域搜索,实现了伪码的并行搜索,可以有效地缩短GPS信号的捕获时间。同时,针对弱信号捕获提出了相关和非相干累积的方法,并给出了试验结果。     

基于FPGA的PN码捕获的设计及实现

PN码捕获技术是扩频通信的关键技术之一,针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,伪码相位大范围不确定的搜索,串行捕获需要大量的时间,这对实时性要求高的扩频接收机用户是无法忍受的,并行捕获电路结构比较复杂,实现起来有一定的难度,而且占用大量的资源。文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速滑动相关捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题。文中着重论述了该系统的FPGA实现原理,并且基于FPGA进行开发,调制出了该系统的仿真波形,达到了理想的效果,实际应用中有效地改善了系统的性能。     

基于信号估计的扩频测控信号快捕方法

为进一步提高扩频测控系统的捕获速度,研究了借助辅助序列估计伪码相位的方法,分析了该估计算法的精度。针对该算法在高动态条件下估计偏差较大引起捕获概率骤降的问题,提出引入最大似然频偏估计修正相干载波的方法,显著提高捕获概率。设计了基于码相位估计和载波频率估计的快速捕获算法,仿真结果表明,该算法在载噪比较好的情况下可以有效完成捕获。为提高算法在较低载噪比时捕获的可靠性,提出将估计值作为部分匹配滤波辅助快速傅里叶变换( PMF-FFT )初值的综合捕获方法,与传统捕获方法相比,平均捕获时间显著降低,且并没有带来硬件复杂度的提高,具有一定的理论意义和工程应用价值。     

一种基于频域采样的序列快速捕获算法

该文针对长周期序列捕获中存在的运算开销大、接收序列有限条件下捕获效果差等问题,提出一种基于频域采样的序列快速捕获算法。依据序列时频关系,建立部分频域捕获模型,通过采样构造本地序列部分频域集,利用最优采样频域集与接收序列相关实现捕获。序列频域采样等效为时域内引入相位权值后分段叠加,降低运算开销的同时改变了非峰值项概率分布,有利于抑制背景噪声。仿真结果表明,当本地序列周期217时,该文算法可降低运算开销27倍,较扩展重叠算法平均捕获成功率提高约50%。     

基于FPGA的P码快速捕获模块设计

P码信号主要用于精确定位服务,比C/A码具有更强的抗干扰和保密能力,而复杂环境下弱信号捕获对灵敏度和时间指标提出了更高要求。从研究信号直接捕获算法角度出发,针对弱信号深入研究了基于快速傅里叶变换的频域伪码相位并行搜索的P码直接捕获算法的改进算法——重叠平均法,通过Matlab仿真实验,验证了算法的有效性,同时在现场可编程逻辑阵列中通过新设计思路,实现了该算法的捕获功能,且提高了硬件效率,减少了捕获时间。     

一种基于差分相干积累的扩频信号开环同步捕获方法

将全数字接收机的结构引入到扩频接收机中,用一种前向的并行处理结构来代替传统码延迟锁定环的反馈结构,采用差分相干积累的方法捕获低信噪比扩频信号的伪码相位.仿真结果表明,这种方法能快速可靠地捕获低信噪比扩频信号的码同步,可以应用于开环的全数字扩频接收机中.