GNSS卫星信号模拟器码和载波NCO研究与实现

NCO是卫星信号模拟器中频信号处理的关键部分。介绍了GNSS卫星信号模拟器码NCO和载波NCO的原理及作用,建立DDS模型,确定基本参数并根据参数设计了码NCO和载波NCO基本结构。给出了码NCO和载波NCO的实现过程,利用verilog在Xilinx’ISE11.2和modelsim6.5中完成载波NCO和码NCO的设计和仿真,在FPGA中进行了实现,并给出仿真波形和信号频谱图。本码NCO和载波NCO模块已应用于某型GNSS模拟器样机,通过程序仿真与样机测试,证明本码NCO和载波NCO模块性能满足GNSS卫星信号模拟器系统需求。     

可配置的多系统兼容导航跟踪通道设计

为了提高接收机的兼容性,降低设计复杂度和成本,基于FPGA＋GPS的硬件平台,研究设计可配置的多系统兼容导航跟踪通道。首先介绍了多系统兼容跟踪通道的框架结构和功能模块,分析了可配置载波数字控制振荡器（NCO）、伪码NCO和码产生器等实现通道灵活可配的关键技术,最后,通过ModelSim仿真和实测GPS/COMPASS信号验证了通道的兼容可配性,资源分析结果也表明兼容通道相比独立系统减少一半左右的逻辑资源。     

伪码测距中码跟踪环的FPGA实现

码跟踪环的设计是伪码/载波相位联合测距系统的一个关键环节.分析了伪码跟踪环路的结构,利用查表法、二阶环路分别对NCO和环路滤波器等关键部分进行了设计,并给出了相应的电路结构.系统仿真与FPAG片上测试结果表明,实现了伪码准确、实时跟踪,跟踪到的伪码相位误差小于载波相位的周期长,设计的跟踪环具有一定工程应用价值.     

梳形滤波器在自干扰载波下短周期伪码截获中的应用

伪码的截获是无线电侦察和导航战中的难题。针对通信侦察等领域的需要,将梳形滤波器应用于自干扰载波下短周期伪码的截获中。仿真结果表明,对于自干扰载波中结构未知的扩频伪码,仅利用其周期性,通过梳形滤波器能够快速截获伪码,计算简单,易于实现。     

GPS接收机中数控振荡器电路的设计

提出了一种用于GPS接收机系统中数控振荡器模块的电路设计。通过Verilog HDL语言完成了NCO的设计,并利用Modelsim软件对其进行仿真。通过采集实时数据测试,验证了该模块可以完成中频载波信号和多普勒的剥离。最后针对数控振荡器的性能指标做了简单分析,对信噪比和杂散度等关键参数测试,使用MATLAB软件对其性能进行仿真,验证其满足接收机的要求。     

中频载波对伪码测距精确度的影响分析

分析了数字接收机中频载波的频率对系统测距精确度的影响,当载波频率为伪码速率的整数倍时,测距值会有较大抖动;在分析载波频率、伪码速率和采样率之间关系的基础上,得出设计高精确度伪码扩频测距系统时三者之间的关系,用以确定不适合作为中频载波频率的频点,对伪码扩频测距系统的设计具有指导和借鉴意义.     

基于定向天线的导航信号参数估计方法研究

为了实现非合作导航信号的监测,必须估计非合作导航信号的多普勒频率、伪码速率、伪码周期、信号功率和码序列等多个参数。提出一套非合作导航信号盲检测与参数盲估计方法,利用导航信号循环平稳特性估计信号频率、码速率和信号功率,再根据周期信号自相关方法估计伪码周期,最后使用滑动相关和数据累加方法估计信号码序列。仿真结果验证了提出方法的正确性。     

软件无线电系统中NCO的设计与实现

介绍了软件无线电系统中基于FPGA的数控振荡器(NCO)的实现方法，详细讨论了查找表和CORDIC算法的原理。通过软件仿真和测试，所设计的数控振荡器可以根据系统输出精度和硬件资源的不同，通过选择不同算法和参数来满足系统设计的要求。     

扩频调制的伪码跟踪技术分析

在直接序列扩频传输系统中,接收端通常利用匹配滤波器实现扩频信号的初始同步,利用伪码跟踪环实现本地码字对其相位的精确跟踪。伪码跟踪的准确性直接影响解扩的性能。伪码跟踪中采用归一化的鉴相算法,通过合理的环路参数、相干累加长度和非相干累加次数设计,可以提高伪码跟踪的准确性。针对直接序列扩频信号,通过理论和仿真分析得到了码跟踪环中的相干累加长度和非相干累加次数这2个关键参数与载波频差、扩频比以及误码率之间的关系,可以为扩频码定时跟踪的设计提供依据。     

伪码-载波调频侦察信号识别的谱相关方法(Ⅱ)伪码-载波调频信号的调制识别和参数估计

研究了伪码-载波调频侦察信号识别的谱相关方法,具体针对伪随机二相编码(PRBC)信号及其与正弦调频和线性调频复合信号作了研究。通过3种复合信号循环谱截面谱相关特征的分析和提取,完成了调制类型的自动识别,估计了载频和载波调频参数,对伪随机码信号的各项参数进行了估计。分析了噪声环境和有限采集时间对参数估计的影响,最后对调制识别和参数估计进行仿真分析,表明了谱相关方法在伪码-载波调频信号识别中的优势。     

基于CPLD器件的数控振荡器（NCO）的设计

数字下变频器（DDC）是数字接收机的重要部件，而数字振荡器（NCO）又是影响数字下变频性能的关键器件。利用EDA的方法设计NCO，这种NCO的设计采用直接数字频率合成（DDS）技术，生成累加嚣模块和正（余）弦幅度存储嚣模块，最后实现了系统级综合和仿真。     

大频偏条件下PN码捕获改进算法

针对大频偏条件下PN码捕获的问题,提出了一种改进的PN码捕获算法,即基于谱线插值的联合码捕获算法.首先对现有的码捕获技术进行了分析,然后在部分相关值作FFT的码捕获算法的基础上,提出了基于谱线插值的联合码捕获算法.算法的核心思想是对部分相关值作FFT处理,并利用插值公式计算出载波频偏的精确估计值,使得后续的载波跟踪环更有利于载波跟踪.介绍了新的码捕获系统的工作原理,推导了载波频偏估计的插值公式,并将非相干累加技术应用于码捕获系统,从而提高了低信噪比条件下载波频偏估计的精度.最后,通过仿真证明了此算法对现有GPS接收机性能有5dB的改善.     

时分数据调制偏移载波信号的多参数盲估计

针对时分数据调制二进制偏移载波(TDDM-BOC)信号副载波速率、伪码速率以及载频等参数盲估计问题,该文提出一种基于频域累积的循环自相关算法。首先在接收端对TDDM-BOC信号求循环自相关函数,再在频域累积,通过检测不同切片上的谱峰间隔,可以同时估计以上多个参数。仿真实验证明了改进型的循环自相关算法能在低信噪比下达到较为精确的估计性能,这为我国北斗导航接收机的研发提供了一定的理论参考。     

基于改进的CORDIC算法的NCO实现

数字控制振荡器在信号处理方面有着广泛的应用,函数发生器是影响其处理性能的关键部分.首先介绍了CORDIC算法的基本原理及其传统的ROM查表法,为了提高运算速度和节省资源,提出了一种改进的CORDIC算法用于数字控制振荡器技术;重点叙述了改进型的CORDIC算法原理最后通过Quartus Ⅱ软件给出仿真结果,验证了理论的正确性.     

低信噪比高动态条件下基于FFT的二维平移累加PN码捕获算法

针对低信噪比高动态条件下直接序列扩频（DSSS）系统中PN码捕获的问题,提出了基于FFT 二维平移累 加的PN码捕获算法。首先对现有的PN码捕获技术进行了分析,然后研究了时变的载波频偏与 码频频偏对PN码捕获的影响,在此基础上,提出了基于FFT二维平移累加的PN码捕获算法。 算法的基本思想是对相关器输出的相关值在载波频偏不确定度与码相位不确定度同时进行平 移,从而消除相关峰“漂移”现象,增大非相干累加的有效性。给出了采用此算法的捕获系 统结构图,并对关键参数进行了分析。最后,通过仿真表明了该算法对捕获系统有6 dB的改 善。     

带残余载波的周期长码直扩信号PN码盲估计

针对下变频后含有残余载波的周期长码直扩信号PN(Pseudo-Noise)码盲估计难题,在已知码片速率和PN码周期前提下,该文提出一种结合矩阵特征值分解和数字锁相环(Digital Phase Locked Loop, DPLL)的PN码盲估计方法。该方法首先将带有残余载波的周期长码直扩信号等效建模为虚拟多用户短码直扩信号模型,利用矩阵特征值分解和模糊酉矩阵的方法估计出含有残余载波的PN码,然后利用DPLL对残余载波的频率和相位进行跟踪和估计并最终消除残余载波,最后根据特定约束条件（如m序列、Gold序列）去除分段相位模糊,最终估计出PN码序列。理论分析和仿真结果表明,提出的方法能够有效地工作在较低信噪比下,且表现出良好的性能。      

A closed-loop coherent PN acquisition system with a pre-loopestimator

We propose a closed-loop system with a pre-loop code phase estimator (PLE) for acquisition of the pseudonoise (PN) signal in direct-sequence spread-spectrum systems. It consists of two major parts: a PLE and a closed-loop acquisition subsystem. The system uses an auxiliary signal, as opposed to the PN signal itself, to correlate with the incoming signal. The PLE uses the correlation result to obtain an estimate of the incoming code phase. Then, starting with this initial estimate, the closed-loop subsystem will acquire the code phase of the incoming PN signal. With coherent carrier demodulation, mean and variance of the acquisition time of the proposed scheme are obtained and compared to those of the conventional serial-search acquisition receiver and the closed-loop system without the pre-loop estimator. Results show that, with proper choices of parameters, the proposed system acquires the PN phase significantly faster than the other two systems