基于FPGA的P码快速捕获模块设计

P码信号主要用于精确定位服务,比C/A码具有更强的抗干扰和保密能力,而复杂环境下弱信号捕获对灵敏度和时间指标提出了更高要求。从研究信号直接捕获算法角度出发,针对弱信号深入研究了基于快速傅里叶变换的频域伪码相位并行搜索的P码直接捕获算法的改进算法——重叠平均法,通过Matlab仿真实验,验证了算法的有效性,同时在现场可编程逻辑阵列中通过新设计思路,实现了该算法的捕获功能,且提高了硬件效率,减少了捕获时间。     

GPS信号C/A码生成算法设计及仿真实现

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是一种基于卫星的定位系统,向全球范围内的用户全天候提供高精度的导航、定位和授时服务.GPS系统的测距码可以分为粗码(C/A码)和精码(P码),其中C/A码用于民用导航.本文在深入研究C/A码信号生成原理的基础上,利用Matlab对C/A码信号的实现方式进行了仿真实现和分析.仿真结果进一步证实了该方法的正确性和可行性.这对在仿真平台上进一步研究真实环境下的GPS信号,使其能捕获跟踪复杂环境下的卫星信号,改进卫星接收部分的性能有着十分重要的实际意义.     

M码卫星导航信号直接解调方法研究

针对新一代M码卫星导航信号解调分析问题,在比较两种捕获方法特点的基础上,本文从工程可实现的角度提出了一种M码导航信号直接捕获方法,采用扩频码同步、载波剥离和亚载波剥离等技术,直接对载波C/A码、P(Y)码和M码复用信号进行解调处理.仿真结果表明,本文方法可以有效地降低C/A码和P码信号对于M码信号接收的影响,能够准确地恢复出原始扩频序列.     

基于DBZP方法的微弱GPS信号快速捕获

卫星信号的捕获是GPS(Global Positioning System)接收机信号处理的首要任务.在微弱信号环境下,传统的方法难以实现信号捕获的准确性和快速性.本文的新方法将P(Y)码捕获技术应用于微弱GPS信号的C/A码捕获,并针对连续积分数据跨越多个导航电文数据位的情况给出解决方案.仿真结果表明,此方法能够较好地捕获到信噪比低至15dB-Hz的信号,同时确保较少的运算量和较高的灵敏度.     

GNSS改进型平均相关捕获技术和Simulink仿真

为了缩短全球导航卫星系统(GNSS)接收机开机时间,减少运算量对计算机性能的要求,对传统并行码相位捕获方法进行了改进,提出了改进型平均相关捕获方法用于进行基带信号捕获。此方法是对中频信号进行二次平均分组采样以减少傅里叶变换点数,进而达到减少运算量的目的,并且改进了传统的并行码相位捕获方法框架,进行码相位和载波捕获。利用Matlab/Simulink作为仿真平台对实际GNSS采集信号进行捕获仿真,证明了改进型捕获算法可降低运算量,缩短42%的捕获时间,虽存在0.02%的码相位误差,但满足实时捕获C/A码相位和载波频率的要求。     

低载噪比下P码接收精频测量新算法及性能分析

GPS信号的P码码速率是C/A码的10倍,所以捕获时搜索相同时长的码相位需要做10倍点数的相关运算,相关运算通常用频域FFT实现,而硬件平台对FFT点数的限制使捕获得到的多普勒频率估计误差很大,因此C/A码的各种精频测量方法不能适用于低载噪比下的P码接收.本文针对P码的特性,在利用DFT相位差估计信号频率的基础上,提出了一种低载噪比下P码接收精频测量的新算法--差分相干法,并从理论和蒙特卡罗仿真两方面分析、比较了该算法与传统算法的性能,证明了本文算法能够兼顾接收机系统的实时性和精频测量精度的要求.     

GPS接收机捕获算法的研究

信号捕获是全球定位系统(global positioning syetem,GPS)接收机的关键技术,本文对GPS中的串行、匹配滤波和并行伪码相位三种捕获算法进行了理论分析,同时针对捕获算法的捕获时间、捕获运算量、占用资源以及捕获结果进行了对比分析和仿真验证。仿真分析表明:三种捕获算法均能有效捕获GPS信号,它们各有优缺点但并行伪码相位捕获方案更适合大规模推广,使用价值高。     

一种GPS L1C/A与L2C双频信号的捕获算法

为提高双频信号的捕获速度,通过对L1C/A码进行捕获后,利用L1与L2波段之间频率关系导频捕获L2信号频率,利用L1C/A码对应20个CM码起始码片的可能点捕获到L2C码。验证表明该算法能够实现L1C/A和L2C信号的快速捕获,大大减小了对L2波段的频率搜索重复性和捕获L2C码的运算量,能够实现双频信号的快速捕获,对精度较高的双频接收机的研究有一定参考价值。     

一种简单快速的GPS信号捕获方法

结合一般的GPS信号捕获算法,提出了一种更为简单快速的GPS信号捕获方法。此方法在1 023个码片时间约1 ms,可以完成一颗卫星在一个多普勒频移下的全码捕获检测。FPGA仿真表明,与传统的捕获方法相比,所提方法减少了资源消耗与时间消耗,同时保证了能在一个C/A码周期内获取一个多普勒频移下的C/A码相位,捕获更简单快速。     

一种可克服非相干数据影响的直扩信号捕获算法

本文提出了一种可克服非相干数据调制影响的直扩信号捕获算法.该算法首先通过延迟共轭相乘克服数据位跳变影响,并通过快速傅立叶变换(FFT)计算圆周相关获得接收信号伪码相位的快速预测;然后使用捕获到的伪码相位对接收信号进行解扩,并利用FFT频谱分析完成接收信号载波多普勒频率的捕获.理论分析及仿真均表明,与已有的算法相比,本文提出的算法对数据位跳变时刻不敏感,捕获时间短,适用于非相干数据位调制直扩信号的快速捕获.     

基于平均相关和差分相干累积的微弱GPS C/A码信号精密捕获算法

针对弱信号条件下GPS C/A码捕获问题,提出一种基于平均相关和差分相干累积的码捕获算法。首先,引入相干能量最大值与第二大值的比值作为判决变量,仿真了各种捕获算法的虚警概率得到最佳的判决门限;然后,通过设置的判决门限获得不同多普勒频率偏差及信噪比条件下的检测概率;最后,比较了所提差分相干累积算法、相干非相干累积算法以及非相干累积算法的捕获灵敏度。仿真实验表明,在相同接收数据长度的情况下,采用差分相干累积算法比其他2种算法提高捕获灵敏度约2 dB。     

GPS L2C捕获算法研究及性能分析

L2C是GPS现代化Block IIR-M卫星发射的一个新民用信号。为了估计GPS L2C的捕获性能,该文首先研究了GPS L2C捕获算法,即本地产生的归零CM,利用FFT快速实现短码的捕获后,利用短码和长码固定的相位关系实现长码的捕获,仿真验证,该方法能够快速实现L2C的捕获;然后利用统计理论分析了L2C码捕获性能,建立了确定接收机抗干扰能力一般方法,该方法可以运用到其它GNSS信号干扰性能的分析中去。     

基于FFT的P码直接捕获算法及其FPGA实现

全球卫星定位系统,具有完整的理论体系及广阔的应用前景,研究GPS系统对完善我国卫星导航定位系统有着重要意义。文中主要研究了基于FFT的P码捕获方法,给出了相应的Matlab仿真结果,并最终采用Cyclone III EP3C120F80C8芯片完成了基于FFT的P码直接捕获算法的FPGA实现。     

基于软件的GPS信号捕获跟踪算法研究

对GPS软件接收机的捕获和跟踪部分进行了研究。对于捕获模块,通过对常用串行搜索捕获算法和并行频域搜索捕获算法的比较和分析,提出了一种新型并行码相位搜索捕获算法;对于跟踪模块,提出采用非相干延迟锁相环对码进行跟踪,同时采用Costas环对载波进行跟踪;最后,从捕获和跟踪的GPS信号中提取出导航电文,并根据电文中的参数计算出了用户的位置坐标,并在Matlab中对用户的位置坐标进行了定位解算验证。     

GPS系统中伪码P码基于FPGA的扩展

针对GPS系统使用直接序列扩频调制所使用的精测距码P码,P码具有定位精度高,长周期,结构复杂等的特性,以及其广泛的军事应用.通过对P码的产生原理进行深入研究,采用在Xilinx ISE中使用Verilog HDL语言,对P码产生电路进行硬件实现的方法,产生指定PRN号卫星的P码,通过对生成结果进行验证以及特性分析,以解决GPS中长周期精测距码（P码）不借助导航信息中短周期测距码的引导,实现P码的快速直接捕获的问题.     

一种CDMA2000系统的PN码初始捕获算法

文中依据CDMA2000物理层标准,提出了一种针对移动台下行同步的伪噪声（PN）码相位捕获算法。本算法利用部分匹配滤波（PMF）后进行快速傅里叶变换（FFT）实现对PN码相位的可靠捕获,可以应用于有较大的频率偏移和较低的接收信号导频信噪比（Pilot Ec／N0）的环境下。并进一步对算法进行了性能仿真验证,仿真结果证明了本文算法相对传统差分算法有更好的捕获性能。