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。     

扩频通信中PN码序列的捕获

扩频信号的捕获与跟踪是扩频接收机进行定位解扩的基础,文中基于FPGA进行了扩频信号捕获与跟踪的设计实现。分析了该方案的匹配滤波器、载波跟踪环、码跟踪环的设计与实现方法。并通过BPSK调制,使用非相干扩频通信的PN码并行捕获算法实现信号的捕获。     

扩频通信接收机关键技术的FPGA实现

扩频伪码的捕获与跟踪是扩频通信接收机的关键技术,其实现十分复杂并且需要大量的软/硬件资源。为了实现接收机的小型化、降低功耗、提高系统的性能和可靠性,提出了采用FPCA实现扩频伪码的捕获与跟踪及其他关键技术,在FPCA上集成数字下变频、载波振荡器、匹配滤波器、伪码发生器、载波跟踪环、伪码跟踪环和解扩共7个模块。详细讨论了各模块的设计方案,并对扩频伪码的捕获进行了仿真,仿真结果证明了设计方案是正确的。     

基于直扩的伪码频偏估计

提出了一种基于直接序列扩频信号的伪码频偏估计方法。介绍了解扩原理,包括中频采样、数字下变频、相关累积、伪码频率估计、环路滤波和伪码跟踪等。分析了伪码频偏估计的具体方法:伪码搜索的方法实现伪码大频偏的粗略估计;用锁相环实现伪码的同步;对锁相环的相位误差的提取,环路滤波器的结构和参数给出了具体的实现方法和表达式,并对环路等效噪声带宽的选取及其影响进行了讨论。     

中频数字化直接序列扩频接收机的实现

给出了统一信道直接序列扩频通信系统的中频数字化接收机的实现方案。采用该方案所实现的直接序列扩频通信系统的载波与伪随机码的捕获分别采用了FFT辅助捕获技术,载波的跟踪采用了数字CPAFC环路牵引,数字COST-AS环路精确跟踪技术,伪码跟踪采用的是数字DLL环路实现。系统中I通道采用可编程GOLD扩频,Q通道采用截断m序列直扩,并置截断m序列与GOLD码具有相同速率、倍周期的关系,以简化系统伪码的同步电路设计。最后,讨论了该系统应用于扩频测距时,测量数据的"置中值"处理方法。     

一种北斗接收机基带处理设计方案

基带信号处理部分是北斗接收机重要的组成部分,主要是对射频通道输出的中频模拟信号数字采样后,实现数字正交下变频、捕获、跟踪,最终完成导航观测量的输出。文章采用基于分段匹配滤波+FFT频率估计的捕获方式;采用非相干锁定环实现码的跟踪,采用相干跟踪环+非相干跟踪环结合的方式实现载波跟踪环路;为北斗接收机基带信号处理提供了一种设计方案。     

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.     

基于FPGA非相干包络码跟踪环设计

非相干的包络同步码跟踪环不依赖载波跟踪的相位特性,可以解决在信噪比非常低的条件下的本地扩频码和接收扩频码的码同步,进而完成扩频码的稳定跟踪。根据非相干的包络码跟踪环的原理,利用Verilog设计了一个完整的非相干的包络码跟踪环的电路。在设计过程中利用IP核中的乘法器、IIR滤波器、DDS数字频率合成器,简化设计难度并快速形成设计模块。在采用XilinxISE实现上述关键部分电路的设计基础上,同时利用SynplifyPro对设计模块进行了综合,并在Modelsim6.0中对电路进行了功能波形仿真,证明了设计的可行与合理性。这种解决方案相对常规方法既具有软件验证的灵活性,又具有硬件的执行效率。     

星载伪码测距系统精确同步及FPGA实现

针对星载伪码测距系统中伪码同步的实现问题,给出了一种适宜在FPGA中实现的结构。系统采用归一化超前减滞后功率鉴相器以及二阶环路滤波的架构,对非相干延迟锁定环路进行理论分析和仿真,并给出了FPGA中实现资源统计。仿真结果表明,该方法具有很高的伪码跟踪精度,满足星载伪码测距的要求。     

基于扩频通信系统的接收机跟踪技术研究

文章在对信号的捕获方法进行了研究的基础上,将展开对扩频信号跟踪方法的研究与设计.通过对锁相环的基本原理进行阐述,采用两种特殊的锁相环--DLL和Costas环分别实现伪码跟踪环路和载波跟踪环路的设计.     

压制干扰对GPS接收机码跟踪环的性能影响分析

压制干扰是GPS接收机面临的重要的人为威胁之一,对伪码跟踪的跟踪测距精度产生影响,甚至导致伪码跟踪环失锁。干扰对伪码跟踪环的影响模型涉及许多因素,建模比较困难。以常用的非相干超前减滞后功率延迟锁定环为例,建立了码跟踪环在宽带噪声干扰、窄带干扰和点频干扰下的跟踪误差模型,比较了压制干扰对C/A码和P(Y)码跟踪环性能的不同影响。通过对不同干扰方式下C/A码和P(Y)码跟踪误差的仿真,得出了对C/A码和P(Y)码跟踪环性能影响较大的干扰方式和干扰频率,为GPS接收机干扰方法和抗干扰措施的选择提供了理论依据。     

Noncoherent delay-lock tracking loop for chip-interleaving DS SSsystem

A noncoherent delay-lock loop (DLL) is proposed for code tracking in chip-interleaving (CI) direct sequence (DS) spread spectrum (SS) systems. Analyses show that the proposed loop achieves the same code-tracking performance as the traditional noncoherent DLL does for conventional DS SS systems     

Frequency selective propagation effects on spread-spectrum receiver tracking

This paper presents results of investigations of frequency selective scintillation effects, due to transionosphetic propagation, on the performance of spread-spectrum receivers. Emphasis is placed on pseudonoise (PN) direct sequence systems. Pertinent features of the disturbed ionospheric propagation channel are described together with the characteristics of resulting satellite signal scintillations. Effects of frequency selective scintillations on PN spread-spectrum code correlation and tracking are illustrated in some detail. The design of the receiver PN code tracking loop is an important factor in determining the significance of these effects. Of the designs that have been investigated, a dedicated (non-time-shared) noncoherent code tracking loop appears to be least susceptible to losing code lock in the presence of frequency selective scintillation. Possible design modifications to further enhance the robustness of PN code tracking are discussed.     

GPS接收机载波跟踪环路设计

载波跟踪环路设计是GPS接收机中的关键技术,载波环鉴别器的类型确定了跟踪环的类型,为了有效地防止因为数据跳变引起的鉴别误差,并且使其频率鉴别范围大,精度高,采用一种二阶锁频环（FLL）辅助三阶锁相环（PLL）的方法。通过Matlab仿真载波环路比较了两种鉴频和鉴相算法的性能。结果表明,该方法鉴别范围大,精度高,切实可行。     

PN code synchronization effects on narrow-band interferencerejection in a direct-sequence spread-spectrum receiver

The impact of imperfect synchronization on the performance of prediction-error interference rejection filters in noncoherent direct-sequence (DS) spread-spectrum communications is considered. Bit-error-rate analysis (BER) analysis (BER) of binary DPSK (differential phase-shift keying) data modulation used in conjunction with direct-sequence spread-spectrum is used as a performance measure. A first-order noncoherent delay-lock loop is used for the pseudonoise (PN) code tracking. Conditional BER results for the DS/DPSK systems for fixed values of the code tracking error are obtained. The average BER of the system is then evaluated by averaging the conditional BER expressions over the probability density function of the code tracking error. Results include the effects of both a single fading tone and a narrowband Gaussian interferer on the overall system performance. Interferer offset frequency is considered in determining the code tracking loop noise as well as the receiver BER     

GPS接收机中的码分多址信号处理研究

介绍了基于码分多址信号处理的GPS(全球定位系统)接收机的算法和电路设计。GPS接收机电路的信号处理任务主要是对数字化后的基带扩频信号进行载波跟踪、解调、解扩、码跟踪,从而得到符号数据。着重讨论了GPS接收机中信号处理部分的COSTAS、码跟踪、帧同步生成电路三大模块的功能任务、原理、算法及其相应的电路设计。通过这些研究工作,可以进一步设计出当前应用日益普遍的GPS接收机电路,该电路具有功能全面、通用性好、可靠性高等特点。     

多码环架构对扩频捕获性能的优化

为了提高扩频系统的捕获性能,可通过在扩频接收机中采用多码环架构或提高PN码捕获电路精度这两种方式达到目的.提出了在扩频接收机中采用多码环架构的设计方法,采用这种方式可以在降低码捕获电路精度要求、简化码捕获电路设计并减少近50%的系统资源消耗的基础上成倍地提高捕获性能.     

GPS软件接收机跟踪环路设计

GPS软件接收机跟踪环路的设计在环路参数与鉴相器选择上有很大空间。在分析GPS跟踪原理的基础上．对比码环与载波环不同鉴相器的性能,然后在不同环路参数下对跟踪效果进行了仿真比较,最后选择一组鉴相器并设计合适的环路参数,对实际采集的GPS中频信号进行跟踪,跟踪结果验证了设计环路的有效性。