一种基于中频回放的跟踪通道设计与实现

提出了一种基于中频回放的跟踪通道设计方案.该方案采用两块单口RAM,对中频数据流进行乒乓操作,同时采用可测试性设计(Design For Test,DFT)中扫描逻辑技术,将跟踪通道的寄存器信息扫描存储至本地SRAM,以实现对卫星信号的连续跟踪,达到跟踪通道时分复用的效果.该方案以增加少量SRAM和提高跟踪通道工作时钟频率为代价,大大减少了跟踪通道逻辑资源.该方案在基于ARM+FPGA的硬件平台上验证通过,并在65nm的CMOS工艺下综合,电路规模约合23万逻辑门,相对于传统并行跟踪通道,电路规模减少约44%.     

一种用于GPS信号快速捕获的自适应算法

采用聂孟-皮尔逊准则,以发现概率为性能指标,对基于FFT非相干累加的GPS信号捕获算法的性能进行了详细的理论推导,给出了该种方法的理论性能上界, 提出了一种用于快速捕获的高效自适应算法,并通过系统仿真对理论结果进行了验证.对实际情况中概率分布的合理近似使理论分析过程得以简化,并使判决门限可根据噪声方差及累加次数进行自适应调整的算法可以直接应用于实时GPS接收机的设计.     

匹配滤波器组与FFT结合的伪码快速捕获方案研究

文中提出了部分匹配滤波器组与FFT相结合的伪码快速捕获的一种实现方案.该方案采用部分匹配滤波器组完成时域内完全并行搜索,同时采用128点FFT以实现频域的部分或完全并行搜索,以增加移位寄存器长度的较小代价去除大规模用以相干累加的SRAM,并且有效降低了FfT的工作时钟频率,便于硬件实现.该方案在一块FPGA上验证通过,并在0.18μm的CMOS的工艺下综合,电路规模是约合150.2万个晶体管,最高工作时钟频率是103MHz.该捕获方案最终等效于13.1万个串行相关器,极大提高了伪码的捕获速度.     

GPS／Galileo双模捕获引擎的VLSI实现

随着卫星导航进入多星座时代,兼容GPS和Galileo的双模接收机成为目前卫星导航接收机设计的热点。捕获是卫星导航接收机基带信号处理的关键部分之一。本文通过对两种信号捕获算法的分析,提出了一种可以兼容GPS和Galileo信号的捕获引擎的VLSI结构。该结构兼顾了GPS和Galileo的信号特点,可以对GPS信号进行时域并行搜索和对Galileo信号进行时域部分并行搜索。最后给出了该结构各个组成单元的设计方法,在Altera公司的EP2S180FPGA器件上验证通过,并在0．18μm的CMOS工艺下综合,电路规模是3514231平方微米。     

GPS接收机载波环辅助码环跟踪性能研究

在GPS接收机中载波环辅助码环是一种常用的技术,通过载波辅助可消除码环的动态应力,减小码环带宽和码环阶数,提高测量精度。本文分析了GPS接收机中晶振产生的采样率抖动对载波环辅助码环的影响,指出采样率抖动使得载波环辅助码环的比例因子发生变化,不能提供精确的辅助,因而码环带宽不宜设的过小。同时本文还给出了载波环辅助码环的跟踪结构对弱信号的跟踪性能,实验结果显示,这种结构可以对-156dBm的信号保持稳定跟踪。     

基于FFT的微弱GPS信号频率精细估计

为了解决传统GPS接收机对弱信号频率牵引速度比较慢、成功率较低的问题,该文提出基于FFT的频率估计方法。为了克服导航数据比特反转带来的影响,用平方法和差分法分别构造的新变量作为FFT运算的输入。实验结果显示,没有比特边沿先验信息的情况下,差分构造变量的方法在21 dBHz弱信号时正确估计频率概率在95%以上,有比特边沿先验信息的情况下,平方构造变量的方法在19 dBHz弱信号下正确检测频率概率仍能达到95%。     

在多模卫星导航接收机中集成IRNSS

IRNSS(Indian Regional Navigation Satellite System)是印度独立开发的区域卫星导航系统， 由 3 颗 GEO(Geostationary Orbit)卫星和 4 颗 IGSO(Inclined Geo-synchronous Orbit)构成，目前已经发射 3 颗卫星，整个系统预计于 2015 年建成。IRNSS 建成之后将对南纬 30°至北纬 50°、东经 30°至东经 130°的区域提供准确的定位服务，集成 IRNSS 的多模卫星导航接收机将对上述区域的用户带来更好的服务。本文描述了 IRNSS 卫星星座、信号特点、调制方式，分析了 IRNSS 的 SPS 信号与其他卫星导航系统信号的差别，给出了在多模导航接收机芯片上集成 IRNSS 的方式。     

一种GPS软件接收机自适应门限快速捕获算法

当前GPS接收机的搜索策略是基于C/A码相位和载波频率的串行搜索．基于二维串行搜索，本文推导了不同累加次数下捕获到信号的概率密度函数和未捕获到信号的概率密度函数，提出一种新颖的自适应门限捕获算法．该算法能根据接收卫星信号功率的不同自动地调整门限，同时保证误捕率恒定．相对于传统的固定门限的捕获算法，该算法捕获速度更快，从而减小了首次定位时间．     

BOC(1,1)信号的自适应捕获

GPS现代化以及Galileo系统都将使用BOC调制信号,与单纯的扩频码相比,BOC信号有更小的跟踪抖动和更好的抗多径性能,但因为BOC信号自相关函数具有多峰性,使得捕获更具挑战性,跟踪时容易锁在假峰上.Julien提出的合成相关捕获算法完全删除了BOC(n,n)信号的边峰,保持主峰不变,因此不需要检查跟踪是否在主峰上.在此基础上推导了一种自适应捕获算法,在保证系统误捕率恒定的情况下,能根据接收卫星信号功率的不同自动的调整门限.