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。     

卫星导航信号长码快速直接捕获算法研究

以对较低信噪比情况下的长码快速捕获算法进行了研究，分析比较了多种快速捕获算法，研究了一种基于FFT（快速傅立叶变换）的重叠平均块操作快速捕获算法，提出了该算法的工程实现方法，通过Matlab仿真分析了算法的捕获峰值、余量及捕获概率，并通过实验硬件平台分析了算法捕获时间。仿真实验表明该算法具有更快的捕获时间、更高的捕获概率。     

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。     

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。     

基于PMF-FFT的伪码捕获算法分析

建立了PMF-FFT算法的数学模型,分析了相关器个数、相关积累长度和FFT点数对积累损失、扇贝损失和频率分辨率的影响。在此基础上,结合算法的效率和运算量,给出了PMF-FFT算法参数选择的原则和依据。     

基于二阶采样的直扩码分多址系统伪随机码捕获方法

针对直扩码分多址系统提出了一种基于二阶采样技术和模拟匹配滤波器的数模混合型伪随机码捕获方法,详细分析了多址干扰下捕获检测量的统计特性,在此基础上推导出伪随机码捕获的检测概率和虚警概率的理论公式.该捕获方法采用二阶采样和符号交替实现中频信号的正交分解,再利用模拟匹配滤波器在模拟域计算接收信号与本地扩频码的相关值.与基于数字匹配滤波器的全数字捕获方法相比,该方法无需正交解调器和高速A/D转换器,而且具有高速、低功耗等优点.     

两种伪随机码同步捕获方法的性能比较

讨论了相关器与延迟匹配滤波器在直接序列扩频 通信系统中实现PN码捕获的原理,并在此基础上分析比较了二者抗窄带、宽带噪声对同步检测干扰的能力,以及同步捕获的平均时间和系统在实际应用中具体实现的难易程度。     

适用于短码捕获的匹配滤波器的实现结构

扩频码（伪随机码,PN码）捕获是扩频通信中扩频码同步的一个重要环节,基于匹配滤波器的捕获方法具有捕获时间短的优势,比较适合短码的捕获和实时通信的场合。为解决数字匹配滤波器资源占用多的问题,根据扩频码取值的双极性特性,针对数据过采样的应用场合,提出了一种基于FPGA实现的数字匹配滤波器的结构。该结构为两级滤波器形式,无乘...