GPS软件接收机中的一种实用高灵敏度快速捕获算法

 Ｃ／Ａ码的捕获,在软件ＧＰＳ接收机中的地位举足轻重．通常软件ＧＰＳ接收机中没有专门用于相关运算的硬件部件,提高软件ＧＰＳ接收机的捕获灵敏度的同时降低捕获的运算量,是软件接收机实用化的关键．利用先叠加再相关的方法,可以减少相关运算的次数,但必须考虑载波误差对相关函数峰值的影响．在此基础上,研究了数据预处理中,线性插值的参数选择问题,最后,提出了最佳路径算法,进行进一步的相关累积,在延长相干累积时间长度的同时,避免导航数据跳变对累积的影响,提高捕获的灵敏度．仿真结果表明,在信噪比ＳＮＲ＝－３７ｄＢ的情况下,算法仍能捕获到所有卫星信号．实际接收的数据也表明,算法能明显增加捕获到的卫星数量．由于算法采用了多种措施来降低运算量,因此算法的运算量适中,非常适合在软件接收机中采用．     

GNSS系统中预积分时间内基带信号的功率谱密度研究

目前在进行全球卫星导航无线频率兼容性评估时,由于忽略了接收端预积分时间对基带信号截断作用的事实,导致采用的短码功率谱密度计算方法有误,这将影响到评估结果的精确性。针对这个问题,分预积分时间大于等于和小于伪码周期两种情况,对基带信号的功率谱解析式进行推导,然后仿真不同预积分时间内实际信号的功率谱以及解析式的功率谱,比较这两者的谱分离系数。仿真结果表明,预积分时间对短码的谱分离系数影响很大,这正确反映了预积分时间对功率谱密度的影响。该功率谱解析式有助于精确估计无线射频干扰。     

高灵敏度GPS软件接收机开发平台

介绍了GPS软件接收机开发平台的软、硬件结构,重点阐述了基于频域的捕获算法和基于时域的跟踪算法,对导航数据的解调、同步、卫星的星历获取、用户位置解算以及信号仿真模块等做了简单描述,并利用实测数据进行了验证。实验结果表明,开发平台的几何定位精度因子PDOP=2.3534,与传统的硬件接收机相当。开发平台还可以产生多颗卫星、不同中频频率、各种多普勒频移和不同C/A码相位的GPS仿真信号,用于对GPS软件接收机的捕获算法和跟踪算法进行研究和验证。目前采用的捕获算法可以捕获信噪比为-37dB的微弱信号,相对于常规的-19dB的信号门限,灵敏度提高了18dB。     

弱信号下“北斗”接收机NH码的快速捕获

在全球卫星导航系统(GNSS)中,延长相关累积时间可以有效提高弱信号捕获灵敏度,但是"北斗"中圆地球轨道/倾斜地球同步轨道(MEO/IGSO)卫星信号的捕获性能很大程度上受到二次编码(NH)码的影响:调制NH码的信号在每一个码元周期(1 ms)内都有可能发生跳变,对相关累积时间造成一定影响,从而会导致系统捕获灵敏度的下降.为此,提出了一种针对NH码的码元遍历搜索算法,通过遍历累积时间内NH码的所有组合,消除NH码码元引起的误差.实验结果显示,所提算法可以在一定程度上提高卫星信号的捕获成功率,尤其可以至少提高2 dB弱信号的捕获灵敏度.同时,算法可以为信号跟踪提供更加准确的载波频率.     

利用域间映射的多元QC-LDPC码构造

通过定义有限域间的映射关系,提出了一种低复杂度的多元准循环奇偶校验码( QC-LDPC )的构造方法。利用这种方法可将较高阶数有限域的校验矩阵映射到指定的较低有限域上,且能保持原矩阵的结构性与稀疏特性。所构造的多元LDPC码不仅具有较低的译码复杂度且具有准循环特性,在硬件上也易于用移位寄存器实现。在高斯白噪声( AWGN)信道下的仿真结果表明,所构造的多元QC-LDPC码具有良好的编译码性能。当误码率为10-6时,码率为0.765的QC-LDPC码在目标域GF(8)上能获得0.2 dB的性能增益。     

GPS微弱信号C/A码捕获的最佳路径搜索算法

C/A码的捕获是接收GPS信号最重要的环节.在弱信号的环境下,为了可靠地捕获C/A码、提高接收机的灵敏度,应尽量延长相干累积的时间.但是,由于导航数据比特的跳变,相干累积的时间受到限制.如何减少导航数据跳变沿的影响,延长相干累积的时间,是所有捕获算法的关键问题.在对目前常用的C/A码捕获算法进行研究的基础上,提出了搜索路径的概念,同时以导航数据跳变沿检测为前提,提出了基于最佳路径搜索的捕获算法.该算法采用相干累积的方法,不会引起平方损失.仿真结果表明,累积时间长度80ms,在SNR=-40dB的情况下,最佳路径算法仍具有高达92%的捕获成功率,能显著提高接收机的灵敏度.     

一种改进的“北斗”卫星信号捕获方法

针对Neumann-Hoffman(NH)码跳变影响“北斗”卫星捕获灵敏度的问题,提出了一种改进的相干累积算法。通过遍历连续信号的码元的组成,找出大于门限的相关值,减少NH码跳变对信号累加的影响。仿真结果表明,改进的相干累积算法可以有效提高弱信号的捕获成功率。与传统的相干累积算法相比,延长了累积长度;与非相干累积算法相比,捕获灵敏度提高了2～3 dB。同时,采用先累加后相关的方法,有效降低了算法复杂度。     

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...