基于分段相关-视频积累方法的伪码串行捕获优化设计

本文主要针对载波多普勒下的伪码捕获问题,研究了基于分段相关-视频积累方法的伪码串行捕获系统的优化设计.通常的优化设计为假设峰值点的伪码相位偏差为0.但对于实际的捕获系统,由于接收到的伪码相位与本地伪码相位关系随机,在串行搜索过程中过门限值的伪码相位残差可能不为0,从而对捕获性能产生影响.本文主要分析伪码相位偏移残差对峰值点的信噪比和检测概率的影响,并给出了最大伪码相位偏移残差下的平均捕获时间表达式.同时基于平均捕获时间最小准则,给出了搜索步进推荐值.对虚警概率指定和未指定两种情况分别进行了优化设计,得到了最优的中频积累和视频积累设计值,该设计值与载噪比、多普勒容限等因素相关.研究成果可用于指导扩频接收机伪码捕获模块的设计.     

高动态环境下长码扩频信号快捕算法

针对高速高动态接收机在长伪码周期、大频偏情况下的快速捕获问题,该文提出一种基于码相位压缩相关器与快速傅里叶变换(CCPC-FFT)的双驻留伪码快速捕获方法。在第一驻留阶段,利用码相位压缩相关器对相邻码相位进行快速、粗略的压缩搜索,同时利用FFT算法完成对多普勒频偏的并行捕获;在第二驻留阶段,利用传统的相关积分方法对第一驻留捕获的所有码相位进行逐个精确搜索。给出了系统性能的理论分析模型,并通过蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性。最后仿真结果表明:新方法在平均捕获时间上比2维压缩相关(TDCC)捕获方法进一步缩短,同时提高了频偏的捕获带宽和精度,且针对长码的捕获比其他基于FFT的方法节省资源。     

直扩接收机的伪码二维捕获改进算法

传统的伪码捕获算法已经无法满足伪码的快速捕获的要求,为了降低伪码的捕获时间,在伪码二维捕获的基础上提出一种伪码二维捕获改进算法,该算法包括两级捕获,第一级捕获增大伪码时延和多普勒频差步进量,大范围搜索时延和频差;第二级捕获缩小伪码时延和多普勒频差步进量,小范围搜索时延和频差。理论分析和仿真结果表明,提出的伪码二维捕获改进算法相比伪码二维捕获算法,捕获时间缩短为原来的一半,捕获到的伪码时延和多普勒频率的性能有所改善。     

Galileo接收机双驻留捕获策略性能分析与研究

伽利略系统采用了长扩频码序列以提高扩频码的互相关性能,但同时大大增加了搜索区间,采用单驻留搜索策略的系统平均捕获时间将因此增加数倍.使用双驻留机制对系统性能进行优化,在系统虚警概率和发现概率保持不变的前提下,将典型信噪比下的平均捕获时间减小20%～90%.系统仿真证明了算法的有效性.     

一种基于FFT的伪码快捕方法

在扩频通信系统中,PN码的捕获是系统的核心和关键技术。将扩频通信技术应用于低地球轨道卫星通信系统时,由于卫星相对于地面站具有很高的径向速度和加速度,使接收信号附加了很大的多普勒频率。大多普勒情况下,常规的伪码捕获方法是进行多普勒频率——码相偏移的二维捕获,伪码捕获时间较长。详细分析了一种基于FFT的伪码捕获方法,该方法利用FFT运算的特点,对接收信号中由于多普勒频率引起的相位偏移进行了补偿,使之对多普勒频率的适用范围大大提高,从而只需进行码相偏移一维捕获,成倍地缩短了伪码捕获时间。     

高动态突发扩频通信中伪码和多普勒频移的快速捕获

在高动态突发扩频通信系统中,要求接收机在很短时间内实现伪码和多普勒频移的快速捕获。目标的高速运动使接收机基带信号中存在较大的多普勒频移。针对伪随机序列相关峰的多普勒频移敏感特性,分析了多普勒频移对伪码捕获和数据解调的影响,提出了采用单通道匹配滤波进行伪码捕获,采用三通道并行相关器搜索多普勒频移的接收机捕获方案。该方案可有效减少硬件资源消耗,同时缩短捕获时间。     

动态环境下数字化DS/BPSK接收机捕获电路

提出了一种全数字化扩频序列捕获电路,建立了接收机动态环境下捕获电路的数学模型,分析了多普勒频移、伪码相位差和信号载噪比对电路捕获性能的影响.提出了一种提高电路捕获性能的改进方案.分析表明改进后的捕获电路具有检测概率高和虚警概率低的特点,可有效地缩短电路的平均捕获时间.     

FFT辅助的部分相关码捕获技术的实现

FFT辅助的部分相关伪码快捕方法将沿码相位-多普勒频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索,克服了多普勒频率的影响,大大缩短了PN码捕获时间,适用于中低轨卫星.文中介绍了该方法的基本原理、性能分析和实现方案.实验结果表明,在大多普勒频偏下FFT辅助的部分相关码捕获方法是一种性能优良的伪码捕获方法.     

一种基于数字匹配滤波器的伪码捕获方法

基于匹配滤波器的伪码捕获方法由于其速度优势在直扩通信系统中得到越来越广泛的研究和应用。数字匹配滤波器在基于软件无线电架构的数字通信系统中有很强的实用性。为提高伪码同步性能,提出了一种基于数字匹配滤波器的伪码捕获方法,主要针对载波多普勒频偏较小的应用场合。该方法保留了匹配滤波器捕获方法的速度优势,同时降低了虚警概率,提高了同步精度。该方法已成功应用于某系统。     

级联FFT伪码捕获算法的研究与改进

新一代卫星导航信号体制采用的复合扩频码信号,给信号的捕获带来不利影响。本文深入研究了用于复合扩频码捕获的级联FFT伪码捕获算法,首次推导出算法的数学原理,为算法提供了理论依据。依据算法的数学原理,定量分析了载波多普勒和码多普勒对算法捕获性能的影响。载波多普勒的影响是两级多普勒补偿后的剩余多普勒共同作用的结果,码多普勒将导致算法在弱信号条件下的捕获失效。根据码多普勒的产生机理,结合算法的特点,提出分段码多普勒补偿改进算法,减小捕获性能损失,增加捕获时的能量累加时间。最后对分析结果进行仿真验证,仿真结果表明,算法的性能损失与理论分析结果相互吻合,改进算法能有效性的减小码多普勒影响,实现对微弱导航信号的捕获。      

Multiple Dwell Serial Search: Performance and Application to Direct Sequence Code Acquisition

The technique of multiple dwell serial search is described and analyzed. The advantage of the multiple dwell procedure is that the examination interval need not be fixed, allowing incorrect cells to be quickly discarded, which in turn results in a shorter search time than is possible with a fixed dwell time procedure. This type of search scheme is particularly useful for direct sequence code acquisition in a spread-spectrum communication system. An expression for the generating function is obtained from a flow graph representation of the multiple dwell technique. The generating function is used to develop expressions for the mean and variance of the search time in terms of the following parameters: the dwell times, the detection probability, the false alarm probability, and the false alarm penalty time. Coherent detector characteristics are then used to investigate the performance of the multiple dwell technique for direct sequence code acquisition. It is shown that the multiple dwell procedure can significantly reduce the expected acquisition time from that obtained with a single dwell system. The most significant improvement is obtained by using a two-dwell system. Additional but nominal improvement is gained when more than two dwells are employed.     

Performance Analysis for the Expanding Search PN Acquisition Algorithm

An approach is presented for approximating the cumulative probability distribution of the acquisition time of the serial PN search algorithm. The results are applicable to variable as well as fixed dwell time systems. The theory is developed for the case where some a priori information on the PN code epoch is available (reacquisition problem or acquisition of very long codes). The special case of a search over the whole code is also treated. The accuracy of the approximation is demonstrated by comparing with published exact results for the fixed dwell time algorithm.     

大多普勒下基于FFT伪码捕获技术研究

在直接序列扩频通信中,伪码的捕获一般是通过相关运算来实现的,对于具有大多普勒频移的直接序列扩频信号,采用传统的伪码捕获方法,捕获时间将会很长,同时运算量也非常大。为了实现伪码的快速捕获,研究了一种基于FFT的伪码并行捕获算法。针对伪码长度不是2的整数次幂和存在数据跳变的问题,提出一种改善方法。计算机仿真结果表明：该方法既能满足FFT快速运算的要求又能消除数据跳变的影响,从而提高了基于FFT的伪码并行捕获性能。     

基于DMF直扩系统捕获性能的研究

对以数字匹配滤波器（DMF）为核心的捕获电路的性能进行了深入研究，推导出单次、两次驻留判决方式的平均捕获时间的表达式，并进行了数值分析。得出的结论是：基于DMF的捕获电路具有很快的捕获速度，适合于猝发通信；低信噪比下，捕获速度对门限更多敏感，且两次驻留判决在低信噪比下略好于单次驻留判决。     

2FSK扩频系统中多普勒频移容限扩展的一种方法

在高动态扩频通信系统中,多普勒频移会导致匹配滤波器输出相关峰值降低而影响伪码的捕获。在分析相关峰所受多普勒频移影响的基础上,提出了一种扩展2FSK扩频通信系统的多普勒频移容限的方法,即适当缩短相关累加时间,伪码捕获和数据解调时采用相关累加与非相关累加相结合的方法。该方法可有效降低FSK扩频系统中相关峰对多普勒频移的敏感性,使多普勒频移容限得到较好的扩展。     

基于噪声功率估计的抗窄带干扰接收机自适应PN码捕获技术

在存在强窄带干扰条件下,正确实现伪码捕获是抗干扰接收机的关键技术之一。变换域干扰检测与PN码捕获判决都需要估计接收机背景噪声功率,本文在变换域谱线幅度平方服从指数分布假设下,利用中位数估计理论对存在窄带干扰接收信号的背景噪声功率进行估计,实现干扰检测门限和PN码捕获判决门限的自适应设置。仿真结果表明,文中设计的检测装置可实现强窄带干扰、大动态范围接收机PN码的正确捕获。