北斗B1I信号的捕获算法

北斗B1I信号的捕获是北斗2代接收机的核心模块,它是基于码相位和多普勒频移二维搜索的过程.对于捕获模块,通常采用并行码相位搜索捕获算法来实现对空中可见卫星的捕获.针对信号较弱情况下的卫星捕获,采用了非相干累加与并行码相位搜索捕获相结合的方法.测试结果表明,该捕获算法能够有效快速地实现弱信号的捕获.     

一种高动态环境下 COMPASS 卫星信号快速捕获算法

在对传统的卫星信号捕获算法分析的基础上,提出了一种惯性导航系统(INS)辅助的基于部分匹配滤波器和快速傅里叶变换(FFT)相结合的捕获算法。在此算法中,利用惯性导航设备提供的信息计算多普勒频率,通过部分匹配滤波器和 FFT 相结合的算法并行搜索载波频率和码相位。该算法不仅能缩小多普勒频率的搜索范围,而且能够快速搜索码相位。仿真结果表明,此算法能够在高动态环境下成功捕获 COMPASS 卫星信号,并且明显减少捕获时间。     

BD2快速捕获方法的研究与FPGA实现

针对北斗二代B1频点伪码相对较长,传统匹配滤波捕获占用资源过大的问题,在数字匹配滤波器的基础上,介绍一种折叠匹配滤波器结合快速傅里叶变换并行捕获的方法,将传统的多普勒频移和码相位的二维搜索减少为码相位、多普勒频移并行的一维搜索,以此缩短捕获时间和减少资源的消耗。首先对算法的数学模型进行推导,然后对快速捕获的核心模块——sinc内插单元、折叠匹配滤波单元以及FFT谱分析单元的原理和FPGA电路实现进行了详细的论述。最后通过在 Modelsim 软件平台上的验证,证明了该实现方案具有设计合理、捕获速度快和资源消耗低的特点,在应用于北斗信号捕获的同时,还适用于其他系统的伪随机码捕获。     

大频移低信噪比下长PN码快速捕获及其DSP实现

针对卫星导航定位系统中大多普勒低信噪比下长PN码快速捕获的难点，提出一种时频二维联合搜索快速捕获的改进方法，采用了合理的捕获策略和频域循环移位的多通道软切换，简化了捕获处理，利用多相结构的码相位搜索，降低了运算复杂度。该方法在TI公司TMS320C6416为核心器件的硬件平台上实现，仿真和实验结果表明其具有很好的捕获性能。     

基于伪码自相关特性与三次样条插值的GPS信号快速捕获算法

提出了一种新的基于伪码自相关特性和三次样条捅值拟合方法的GPS信号快速捕获算法.首先通过低频采样序列依据循环相关法求得C/A码相位粗略值;然后根据C/A码相位粗略值得到用于二次捕获的高频采样部分序列,利用伪码自相关特性求得精确C/A码相位值;最后利用三次样条插值法处理相关谱谱峰及邻近数据以进一步提高C/A码相位的测量精度.仿真结果表明该算法具有精度高、运算量小的优点.     

基于全相位频谱校正的TMBOC信号的捕获

针对使用传统部分匹配滤波器（PMF）结合快速傅里叶变换（FFT）无法精确捕获时分复用二进制偏移载波（TMBOC）调制信号的问题,提出一种基于全相位频谱校正的捕获方法。首先通过PMF过程对接收信号进行部分相关运算,再使用全相位快速傅里叶变换（apFFT）算法对多普勒效应进行补偿,最后结合全相位频谱校正技术对功率谱进行校正。仿真结果表明,在同一条件下,该算法比PMF-FFT加窗算法检测概率提高了3 dB左右,并有效缩短了捕获时间。该算法可比PMF-FFT加窗算法更精确捕获TMBOC信号。     

基于软件接收机的GPS信号快速捕获算法

针对GPS信号C/A码的捕获,利用多项式拟合估计多普勒频率偏移值,减少了频率搜索范围;将直接求相关值和利用FFT/IFFT变换的算法相结合,用于确定C/A码相位。且在信号处理上利用抽取避免重复采样。仿真结果表明,该算法在同等的定位精度要求下,降低了计算复杂度,提高了C/A码的捕获速度。     

GPS软件接收机的频域相关捕获算法

GPS软件接收机在移植性、灵活性等方面具有很大的优势。本文从GPS软件接收机的角度讨论了GPS频域相关捕获算法。本文分析了算法的理论模型,并利用Matlab对算法进行仿真实现,成功地解算出GPS信号的码相位偏移和载波多普勒偏移。与传统的滑动相关算法进行了运算量的比较,证明了频域相关捕获算法的优越性。     

北斗信号快速捕获研究与仿真

捕获速度和捕获多普勒误差影响着北斗接收机的工作性能,北斗信号导航电文的高数据率使传统通过加长快速傅里叶变换(FFT)数据长度来精细化多普勒频移估计的方法不再适用.在研究北斗信号结构和并行码相位搜索捕获原理的基础上,利用FFT对北斗信号实现快速捕获,根据信号相关幅值与多普勒频移估计误差的关系,采用曲线拟合对多普勒频移进行精细化估计,提高了北斗信号的捕获性能.利用采集的北斗导航模拟器信号和MATLAB对算法进行了仿真,仿真结果表明,在1 ms相干积分时间下,并行码相位搜索捕获算法成功捕获到全部卫星信号,经曲线拟合精细化之后的多普勒频移估计误差小于50Hz.     

一种用于微弱GPS信号处理的快速捕获方法

微弱GPS信号的捕获处理将使运算量急剧增加,传统的方法难以实现快速捕获以保证信号处理的实时性.针对解决捕获微弱信号问题,根据GPS的C/A码本身的相关特性和计算机基本运算的时间特性,提出了一种改进的快速串行搜索和FFT搜索捕获方法,在同等精度下,大量减少运算量,提高捕获速度,保证了高灵敏度GPS软件接收机的实时性.仿真结果表明,对不同载噪比的GPS中频信号数据应用改进的串行搜索捕获法可以节省时间近40%,满足微弱GPS信号的快速捕获要求,为设计提供了依据.     

针对大多普勒频率偏移的PN码快速捕获与解调

扩频技术应用于高速移动环境时使得接收信号附加了很大的多普勒频率偏移,增加了捕获难度,如低轨道卫星扩频通信等。本文在基于FFT的捕获方法基础上,提出了分段式数字匹配滤波器和FFT捕获相结合的捕获方法,同时采用基于并行导频的信道估计方法来校正多普勒频率偏移,实现信号的正确解调。该方法既具快速捕获的特点,同时捕获多普勒频率偏移范围大。     

OFDM系统中基于插值的频率同步

发送端和接收端时钟振荡器的不匹配以及多普勒偏移导致了载波频率偏差.在正交频分复用(OFDM)系统中,这种频率偏移会使信号产生很大的误差,严重影响系统的性能.因此在收发两端进行载波频率同步减小这种偏移是非常必要的.文中提出了一种OFDM系统中基于插值的载波频率同步算法,该算法仅需要一个OFDM训练符号,采用最大似然估计,完成频率偏移的捕获,在算法实现中,插值操作通过频域的循环卷积来完成.基于插值的同步算法独立于可能发生的载波相位偏移,具有很高的稳定性.仿真结果表明,作为一种捕获阶段的同步算法,能够给跟踪阶段一个很好的起点,从而改善系统整体性能.     

多普勒频率补偿算法在GPS信号捕获中的应用

在GPS卫星高速运动和地面GPS接收机的移动中,由于卫星和接收机之间的径向速度引起了载波多普勒频移、C/A码的多普勒频移和数据码的多普勒频移,多普勒频移会对GPS接收机的信号捕获产生影响,使其准确度下降。针对上述情况,在常用的相干积分结合非相干积分的GPS信号捕获方案中引入一种多普勒频率补偿算法,并对此算法进行相应的仿真。结果表明该设计方案是可行的,引入的补偿算法能够有效消除多普勒频移对GPS信号捕获的影响,能够实现对GPS卫星信号的多普勒和码相的准确捕获。     

基于车载信息的多普勒频移估计方法研究

列车高速移动带来的多普勒频移问题增大了无线通信系统的误码率。经典Fitz估计算法已经无法适应高速环境下频偏大且变化速率大的特点。提出基于车载信息的多普勒频移估计方法,首先推导列车在不同行驶条件下的多普勒频偏公式,然后获取实时车载信息估计出多普勒频偏,最后结合改进Fitz估计算法进行第二次精确估计。通过构建无线信道传输误码率的仿真模型,利用matlab的simulink工具箱对列车行驶过程中误码率进行仿真。结果表明联合估计算法可以精确、实时估计列车高速移动带来的多普勒频偏,并且间接地增大了改进Fitz算法频偏估计范围。     

基于自适应滤波器PN码同步和多普勒频移联合捕获方法

近年,基于自适应滤波理论的PN码捕获算法受到越来越多的关注。本文将这种思想用于多普勒频移捕获,提出了一种基于频域自适应滤波器的多普勒频移捕获算法,并进一步推导出了PN码和多普勒频移联合捕获算法。另外,针对传统自适应PN码捕获算法会受到调制数据的影响,提出了一种差分自适应算法,解决了调制数据引起的PN码极性翻转问题,提高了自适应滤波PN码捕获的适用性。最后对所提算法进行了仿真验证。     

基于级联随机共振的直接序列扩频信号的捕获方法

在直接序列扩频信号的捕获中,针对低信噪（SNR）比以及大频偏对信号捕获产生影响的问题,提出了一种基于级联随机共振的直接序列扩频信号的捕获方法。首先将输入信号通过部分匹配滤波器进行处理,当本地伪码和输入信号伪码相位对齐时,输出信号仅剩下了残余多普勒频偏;然后将该信号进行级联随机共振,从而提高信号的输入信噪比;最后通过快速傅里叶变换（FFT）谱分析,可以在频谱上得到清晰的谱峰,进而求出多普勒频偏值。通过理论分析和实验仿真可知,在输入信噪比为-26 dB的情况下,所提方法能够提高直接序列扩频信号的捕获灵敏度,并且通过两级级联随机共振系统后输出信噪比提高了15 dB左右;同时与传统捕获算法相比,该方法的正确检测概率提高了4 dB左右。所提方法不但能抑制噪声,而且能将部分噪声能量转换为信号能量,同时能够改善大多普勒频偏的影响,在捕获弱信号方面有着极大的优越性。     

提高GPS接收机多普勒频移估计精度的精捕获算法

提出在软件GPS接收机中采用广义延拓逼近法来提高多普勒频移估计精度的算法及其改进算法,使得在提高估计精度的同时,运算量保持在很低的水平.更为重要的是,该算法与常规精捕获算法相比对噪声的免疫力大大提高.仿真的结果表明,提出的广义延拓逼近算法其捕获精度比传统的加长FFT算法有所提高,对噪声的敏感度也大大降低,而运算量仅为加...     

高动态条件下BPSK信号载波的同步算法

在诸如火箭、导弹等飞行器的数据传输中,不可避免遇到多普勒频移的影响,多普勒效应将导致收发信号之间频率发生偏移,高动态将产生很大的多普勒频移.并且还伴随不同的加速度,这都会影响载波的同步,通过对锁相环载波同步机理的分析,提出在全数字科斯塔斯环上、改变环路带宽法进行快速、高精度载波跟踪同步,在全数字环中,变带宽法具有结构简单,容易实现的特点,设计了全数字锁相环,进行了Matlab仿真,仿真结果说明该算法是可行的,能够适应高动态大频偏环境下,载波的快速、高精度跟踪.     

5G低轨卫星移动通信系统多普勒频偏估计算法

随着卫星移动通信系统近些年来的快速发展,高传输速率、广泛覆盖范围、较低的传输时延以及较强灵活性是新一代的5G低轨(LEO)卫星移动通信系统发展的要求,但是由于低轨卫星移动速度很快,产生的较大的多普勒频移。通过建立使用5G候选波形滤波的正交频分复用技术(F-OFDM)的新型低轨卫星移动通信系统,针对该新型系统设计一种新的多普勒频偏估计方法,首先借助卫星轨道的多普勒特性来计算整数多普勒频偏,第二步借助F-OFDM资源块中的导频信息来估计精确的多普勒频移。主要完成了5G低轨卫星移动通信系统模型的建立与算法在系统中的仿真来验证其实际性能,经过仿真可以得到,本算法与同类算法相比计算复杂度低且精度较高。