新的微弱GPS信号快速捕获算法

弱信号环境下快速有效的C/A码捕获算法,在高灵敏度GPS接收机中占据着重要地位,同时也是高灵敏度GPS接收机实用化的关键。通过对捕获信号相关幅值的统计特性分析,从理论上揭示了微弱GPS信号难于捕获的根本原因,并论述了当前主要的数据累积方法的利弊。通过对GPS系统和导航电文格式的分析,将快速相干累积与卫星位置预测相结合提出了新的GPS微弱信号捕获算法。理论分析和仿真结果表明了本算法的可行性,在信噪比SNR为-43dB时可以稳定地捕获GPS信号。使用实际数据测试表明,该算法能明显增加捕获到的卫星数量。     

互相关干扰下的GNSS弱信号检测算法

GNSS接收机在室内等环境中的应用要求接收机具有接收弱信号的能力.在检测弱信号时,接收机可能由于受到强信号的互相关干扰而错误的捕获或跟踪到强信号的互相关峰.本文采用相干和非相干积分组合的方法来提高灵敏度.同时,通过估计强信号的互相关干扰功率,自动调整检测门限来抑制互相关干扰.仿真结果说明,采用20ms的相干积分和1s的...     

GNSS接收机的消除互相关干扰算法及其实现

研究了强弱信号互相关干扰问题和干扰消除算法及其实现.使用强弱信号分离的通道结构,通过强信号通道对强信号的跟踪结果和弱信号通道对弱信号参数的估计,计算强信号对弱信号造成的互相关干扰;利用多普勒频移和码相位差修正此互相关值;最后,从弱信号通道的相关结果中去除强弱信号的互相关成分,完成消除强信号对弱信号的干扰,提高接收机的灵敏度.该方法容易实现,对简化接收机基带芯片设计具有指导意义.     

基于FPGA高动态GPS快速捕获协处理器设计实现

高动态GPS接收机中,扩频信号捕获是系统的关键技术.由于系统的高动态特性,使GPS信号产生较大的载波多普勒频移和伪码多普勒频移,加大了信号捕获的难度.若采用通常的滑动相关捕获,需要很长的捕获时间;采用传统的全匹配滤波器结构,消耗的硬件资源太大.为提高捕获性能,分析了一种改进的折叠匹配滤波器并采用相干累加和非相干累加相结合的快速捕获方法,对GPS信号进行码相位的并行捕获,详细介绍了基于FPGA的具体实现.     

相关Nakagami信道下信道估计器对RAKE接收机性能影响研究

在实际环境中RAKE接收机在接收信号时都要进行信道系数估计,以便进行相干合并。文章研究了不采用导频信号与采用导频信号两种估计器,具有估计误差情况下,在相关Nakagami信道下的RAKE接收机的性能,并且通过特征函数法得到了误码率公式的闭合表达式。比较了两种估计器对系统性能的影响,最后给出了数值结果,可以看出,当导频信号能量与信号能量相等,且导频数目比较多时（大于5）,采用导频信号的系统性能优于直接估计信道系数的系统。直接估计信道系数的系统性能在信噪比大于5dB后,其性能远远优于导频信号的估计系统。     

一种适用于低中频和零中频GPS接收机的CMOS混频器

基于0.18 μm RF CMOS工艺,设计了一种可用于低中频和零中频GPS接收机的CMOS正交混频器.通过固定电流注入技术,减小了混频器的噪声系数.将混频器的开关管偏置在线性区,可进一步降低混频器的1/f噪声,适用于零中频接收机.在1.8 V的工作电压下,由Cadence Spectre RF仿真可得,混频器的转换增益为7.1 dB,而4 MHz和20 kHz中频输出的SSB噪声系数分别为8.7 dB和12.3 dB.     

微波与射频元器件

RFHIC 低噪声放大器RFHIC 公司的 PHEMT 低噪声放大器(LNA)是宽频放大器,线性带宽大,由双极构成,采用了MCM平衡式 SMT 混合结构。该放大器的噪声系数为2.7dB,IP3为45dBm,增益为 12dB～33dB,频率范围是DC 到 6GHz。Tyco 高灵敏度低功耗GPS 控制器Tyco　Electronics　Power　Systems公司发布其GPS接收机A1030-A。据公司称该控制器是一种高性能GPS接收机,是 一个无通信与数字I/O 能力限 制的微处理器模块。它可运行 该公司 GPS 软件,保证高灵敏 度以及理想TTFF值,而所需功 耗极低,用于多种标准GPS 应 用。结合专业工具,该接收机适 于更多应用。该接收机基于 STMicroelectronics　的STA2051基带控制器和SiGe的SE4100L　RF下变频器。A1030-A　可接收最多12个GPS卫星信号,将其转换为位置和定时信息,这些信息可以通过串口读出。该装置具有WAAS/EGNOS 能力, 同时可提供精确的与全球标准时(UTC)同步的 1PPS脉冲信号,支持定...     

基-2FFT和基-4FFT GPS信号快速捕获算法研究

捕获是GPS接收机内信号处理的第一步。捕获过程可以粗略地估算出可见卫星信号载波多普勒频移和码相位,并将估算值传送给后续的跟踪程序。捕获的速度直接决定GPS接收机的性能。基于相关运算的信号捕获算法主要分为时域相关法和基于FFT的循环相关法,因此在基-2FFT循环相关法的基础上提出基-4FFT循环相关法,通过接收真实GPS卫星数据并进行MATLAB仿真分析,最终给出时域相关法、基-2FFT和基-4FFT循环相关法对应的捕获结果与仿真时间。结果表明,在捕获结果相同的前提下,基-4FFT循环相关法的运算速度有所提升。     

基于PCI9820和GP2015的GPS信号采集与频谱分析

实时采集GPS信号,把数据存储在普通PC的硬盘上,利用PC丰富的软件资源进行软件接收机设计开发,是当前GPS接收机发展的一个重要方向.本文介绍了一种基于PCI总线的高速数据采集卡PCI9820的硬件结构及相关功能,基于它的双缓冲模式,实现对GP2015射频模块输出的中频GPS信号进行长时间采集,并论述了采样方案和信号频谱分析,实验结果表明,该数据采集系统可以实现连续GPS信号采集,为后续GPS基带信号处理奠定了基础.     

基于FFT的GPS快捕方法设计和实现

在GPS接收机中扩频信号的捕获是系统的关键技术之一.卫星和接收机的相对运动使GPS信号产生相位延迟和多普勒频移,传统的滑动相关的捕获方法需要很长的捕获实践.通过分析GPS的信号特征,推导出卫星信号和本地信号经过相关累加后成为以多普勒频率变化的正弦信号,证明了运用FFT方法可以快速估计出卫星信号的多普勒频率.同时详细介绍了基于此方法而设计的FPGA硬件方案,提出了一种分时复用的方法使12个通道共用一个FFT捕获硬件,提高了效率节省了面积.通过实验验证了改算法的有效性,缩短了捕获时间.     

频差存在时广义相关时延估计方法研究

研究了两个接收站输出信号的频率有差异时的时延估计问题并针对广义相关时延估计提出了改进方法.首先理论推导了频率差异是如何影响广义相关时延估计的,接着应用频域相关函数对频差做准确估计和补偿,最后给出了频差补偿后的广义相关时延估计方法.以四种常用通信信号为例,仿真验证了不同信噪比下提出方法的正确性和有效性.     

低复杂度高动态低信噪比环境下的GPS信号捕获算法

针对高动态低信噪比环境下的GPS信号捕获问题,提出一种频域分段移位平均周期图算法。首先,对接收信号进行频率斜升和码相位二维并行粗补偿并对各补偿支路进行分段快速傅里叶变换;其次,根据参与捕获的有效数据段长度将频域补偿间隔扩展为更为精细的估计间隔;然后,找到与各参数估计值最接近的补偿支路,根据估计值与实际补偿值之间差值对各数据段的频谱进行旋转移位,并将移位之后的频谱进行非相干累加以得到各估计值所对应的相关峰;最后,对相关峰的峰值进行恒虚警检测以确定捕获是否成功。仿真结果表明,与平均周期图算法相比,所提算法捕获性能略有下降,但计算复杂度大幅降低。     

A Voltage and Frequency Droop Control Method for Parallel Inverters

In this paper, a new control method for the parallel operation of inverters operating in an island grid or connected to an infinite bus is described. Frequency and voltage control, including mitigation of voltage harmonics, are achieved without the need for any common control circuitry or communication between inverters. Each inverter supplies a current that is the result of the voltage difference between a reference ac voltage source and the grid voltage across a virtual complex impedance. The reference ac voltage source is synchronized with the grid, with a phase shift, depending on the difference between rated and actual grid frequency. A detailed analysis shows that this approach has a superior behavior compared to existing methods, regarding the mitigation of voltage harmonics, short-circuit behavior and the effectiveness of the frequency and voltage control, as it takes the R to X line impedance ratio into account. Experiments show the behavior of the method for an inverter feeding a highly nonlinear load and during the connection of two parallel inverters in operation.     

Accuracy assessment of layer decomposition using simulatedangiographic image sequences

Layer decomposition is a promising method for obtaining accurate densitometric profiles of diseased coronary artery segments. This method decomposes coronary angiographic image sequences into moving densitometric layers undergoing translation, rotation, and scaling. In order to evaluate the accuracy of this technique, we have developed a technique for embedding realistic simulated moving stenotic arteries in real clinical coronary angiograms. We evaluate the accuracy of layer decomposition in two ways. First, we compute tracking errors as the distance between the true and estimated motion of a reference point in the arterial lesion. We find that noise-weighted phase correlation and layered background subtraction are superior to cross correlation and fixed mask subtraction, respectively. Second, we compute the correlation coefficient between the true vessel profile and the raw and processed images in the region of the stenosis. We find that layer decomposition significantly improves the correlation coefficient.     

无先验参数条件下直扩信号时差估计研究

周期谱相关具有较强的抑制噪声和抗干扰的能力,适应于低信噪比时差估计的情况,但其抗噪声和干扰能力完全在于循环频率的选择。目前关于直扩信号时差估计的研究都是建立在循环频率已知的前提下进行的。运用直扩信号的周期谱特性,可在无先验参数条件下确定其循环频率,对时差进行估计,大大降低了谱相关时差估计算法的计算量。仿真结果表明,该方法是切实可行的。     

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。     

A combined SAR Doppler centroid estimation scheme based upon signalphase

This paper describes a complete end-to-end Doppler centroid estimation scheme, which determines the fractional PRF part of the Doppler centroid. It also resolves the Doppler ambiguity. Experiments show that the scheme works successfully over various terrain types, including land, water, and ice, and that it requires only a modest amount of SAR data to perform reliably. The proposed scheme has an added advantage that it is directly applicable to RADARSAT and ENVISAT ScanSAR data. The scheme uses two complementary Doppler estimation algorithms, both utilizing the phase information embedded in the radar signal. In each algorithm, upper and lower parts of the available bandwidth of the received signal are extracted to form two range looks. The first algorithm, called multilook cross correlation (MLCC), computes the average cross correlation coefficient between adjacent azimuth samples for each of the two looks and then takes the difference between the angles of the two coefficients. The Doppler ambiguity is determined from the angle difference. The fractional pulse repetition frequency (PRF) part is also determined from the cross correlation coefficients. In the second algorithm, called multilook beat frequency (MLBF), the two looks are multiplied together to generate a beat signal. The beat frequency is then estimated and the Doppler ambiguity determined from the beat frequency. The MLCC algorithm performs better with low contrast scenes while the MLBF works better with high contrast ones. Although each algorithm works well on its own with sufficient averaging, it is also possible to use quality measures to select the best result from either algorithm. In this way, scenes of different content or contrast can be handled reliably. This paper presents the analysis of the two algorithms, explaining why their performance is affected by scene contrast, which is confirmed by experimental results with ERS-1 and JERS-1 data     

基于距离-多普勒补偿的多基雷达协同抗主瓣压制干扰

针对多基地雷达系统中多普勒频差导致干扰信号的去相关的问题,该文提出一种基于距离-多普勒补偿的多基雷达协同抗主瓣压制干扰方法。首先,通过不同雷达平台接收到的干扰信号的互相关函数,分析了多普勒频差对多平台干扰信号的相关性影响。其次,通过最大化时间-多普勒2维相关函数对传播延时差与多普勒频差进行估计和补偿,实现主瓣干扰抑制。然后,为了降低运算量,先利用幅度相关估计出传播延时差,再估计出多普勒频差。仿真结果表明,通过多普勒频率补偿后进行干扰信号级相消处理,可有效抑制主瓣压制干扰。