一种用于卫星通信中的PN码快速捕获方法

扩频技术应用于低轨地球卫星通信系统时,由于卫星相对于地面站具有很高的径向速度和加速度,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。基于FFT的捕获方法,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。该方法既具有数字匹配滤波器快速捕获的特点,同时也具有基于FFT捕获算法捕获多普勒频率偏移范围大的特点。     

PN码捕获中部分相关器长度的确定

在大多普勒频移环境下,使用一组部分相关器结合快速傅里叶变换进行伪码捕获,可以将码相位-多普勒频率的二维搜索降为一维搜索,大大减少了捕获时间。基于部分匹配滤波器（PMF,Partial Matched Filter）-快速傅里叶变换（FFT,Fast Fourier Transform）的PN码捕获中,部分相关器的相关运算会使滤波器的频幅响应产生衰减。这里推导了相关损失与相关器长度和多普勒频移的关系,为分析捕获系统的捕获范围和选取相关器长度提供理论依据,同时给出选取分段相关器长度X值的方法。仿真表明给出的选取X值的方法是可行的。     

基于FFT伪码快速捕获方法及其性能分析

针对大频偏下高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,提出了一种新的捕获方案,即基于FFT算法实现对多普勒频移进行一定程度的补偿,解决了高动态环境下伪码序列的快速捕获问题。实验结果表明,该方法可以很好地实现高动态扩频信号的捕获,并可以有效地节省硬件资源。     

基于FFT校频的分段匹配滤波器性能分析

为了对动态PN码捕获中使用的分段匹配滤波器的设计进行指导,在建立其数学模型的基础上,分析了分段数、FFT点数与载波频偏对滤波器性能的影响。结果表明,增加分段数可以减小载波频偏对相关峰的影响;增加FFT点数可以提高频偏校正的精度;在环境噪声为高斯白噪声情况下,存在最佳的分段数和FFT点数组合,可以用最小运算量达到最佳捕获效果。     

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.     

一种改进的PMF—FFT短码捕获方法

提出了一种改进的PMF-FFT短码快速捕获方法.该方法将大规模并行相关器与PMF-FFT捕获结构结合起来,利用大规模并行相关器实现接收信号与本地码的分段匹配相关,将部分相关结果进行FFT运算实现对信号载波频偏的搜索,大大提高了PMF-FFT的捕获速度.Matlab仿真结果表明,该方法可以在低的信噪比之下实现对GPS短码的快速捕获.捕获电路的设计基于流水线,资源复用等硬件设计思想,利用较少FPGA资源,在一片FPGA内实现了对短扩频码的实时的快速捕获.     

基于PMF-FFT改进的捕获方法

在北斗或GPS定位系统中,噪声环境下的快速捕获是信号处理的重要环节。提出了一种基于PMF-FFT改进算法的信号同步捕获方法,可以在硬件资源有限的情况下提高多普勒频偏估计精度,并在不增加FFT点数的条件下减少相关增益存在的损失,该改进算法综合考虑了捕获时间和硬件资源的消耗占比,优化了算法结构。对仿真结果做了分析,结果表明能够有效增加捕获概率,减少捕获时间。     

超长PN码的延迟–等待直接捕获方法

提出了一种新的直序扩频体制卫星导航定位系统中超长PN码序列的快速直接捕获方法，即通过估计本地与卫星时间偏差来确定延迟时间，从而预置本地伪码的“延迟一等待”捕获法。文章深入分析了该方案实现的主要技术细节和捕获性能。     

一种快速的PN码同步捕获方法

针对直扩系统中长PN码同步捕获速度慢的问题,利用推导的串接短PN码与长PN码具有相似相关性的结论,对直扩系统中PN码同步捕获的并行匹配滤波捕获方法进行改进,得到了简单可行的串并结合捕获方法。然后,结合一个周期内PN码相关值,采用迭代的方式,选取简单、实用的自适应门限,实现了突发通信中PN码的快速同步捕获。采用该自适应门限的捕获方法无需估计噪声,计算量小。仿真实验表明所提方法捕获概率高,抗噪性能强。     

基于FFT伪码捕获方法及性能

扩频伪码的捕获是扩频通信系统的核心关键技术。文章介绍了一种基于FFT得伪码捕获方法,并分析了该方法在高斯白噪声信道下PN码同步检测和虚警概率,从而进一步研究其解扩性能提供了理论依据。     

基于DMF的伪码捕获技术研究

在扩频通信系统中基于数字匹配滤波器（DMF）捕获技术具有特殊的优点,就此介绍了基于匹配滤波器伪码捕获的基本原理,并且进行了数学推导,然后给出了基于数字匹配滤波器伪码捕获的电路实现方案,最后利用MATLAB仿真实验给出了仿真结果并验证了该方法的合理性。为基于DMF伪码捕获提供了解决思路和理论依据。     

基于PMF-FFT的高精度伪码捕获算法

针对低信噪比、高动态环境下传统的伪码捕获算法捕获概率较低的问题,提出一种高精度的时频联合两轮频偏校正捕获算法.算法以两级PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获单元为模型,在不增加FFT点数的前提下对第一级增加差分相干累积模块提高信噪比,并运用时频联合频偏估计分别对信号进行两轮频偏校正,第二级输入经加窗处理,同时适当增加PMF长度,进一步提高捕获精度.理论分析和仿真结果表明,该算法与传统的PMF-FFT算法相比,有效地提高了多普勒频偏估计精度,且系统在低信噪比、高动态条件下捕获概率得到提升,具有良好的捕获性能.     

一种基于并行FFT的pn码快速捕获算法实现

扩展频谱通信系统是将基带信号的频谱扩展到很宽的频带上,然后再进行传输的一种系统。pn码的快速捕获,是直扩系统的一项关键的基带技术,文中采用基于最大似然估计的并行FFT算法,完成多路输入信号的频谱分析、载波多普勒频率检测和伪码同步位置的搜索,最后给出了Matlab仿真及RTL实现电路图。该算法已在工程中得到应用,对提高多路扩频信号,同时接收系统捕获时间有良好的效果。     

基于部分匹配滤波的伪码捕获方法研究

研究了高斯白噪声环境下部分匹配滤波的伪码捕获方法的性能,推导了该方法的检测概率和虚警概率。基于部分匹配滤波的伪码捕获方法相对于传统的全匹配滤波法,既可减少处理时间,又能节省系统资源。并利用MATLAB工具对不同信噪比环境下的伪码捕获性能进行仿真,结果表明该方法在一定信噪比条件下是实用的。     

基于PMF-FFT的高动态长伪码捕获实现

针对突发扩频通信系统中高动态条件下长码捕获实现困难的问题,提出了一种基于部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获方法。介绍了PMF-FFT捕获算法的原理和基于PMF-FFT的捕获过程,给出了包括FPGA芯片选型和板级设计在内的硬件平台设计。详细给出了算法的FPGA实现,重点对匹配滤波器和并行FFT模块的算法优化、工作原理、参数选择以及具体的程序设计进行了说明。Matlab仿真结果表明,基于PMF-FFT的捕获方法在高动态条件下能够实现长码的高概率捕获,最后在硬件平台上进行了FPGA程序捕获性能的测试验证,测试结果与仿真结果基本一致。     

伪码FFT快捕恒虚警门限的研究

FFT捕获是伪码快速捕获的主要方式,伪随机码FFT快捕属于二元信号检测。通过相关输出最大相关值和门限比较来搜索伪码相位,这种情况下虚警捕获门限不能根据每个随机变量的分布来确定,而要根据最大值分布来确定门限。针对这一问题,推导了包络检波和平方检波伪随机码频域快捕恒虚警门限,并进行了仿真,验证了结论的正确性。