高动态环境下C/A码的捕获策略

在GPS中需要用到伪随机码对导航电文进行扩频。如果GPS接收机想要获得导航电文,首先要对接收信号进行解扩,而对伪随机码的捕获又是解扩的关键。民用GPS接收机所要捕获的伪随机码是C/A码,减少对伪随机码的捕获时间是C/A码接收机的一个重要性能指标。在高动态环境下,需要对C/A码的相位和多普勒频移进行二维搜索。提出了一种高动态环境下的C/A码捕获方案,通过理论分析和仿真,证明了该方案有效地缩短了伪随机码的捕获时间,提高了接收机的实时性。     

基于FFT的GPS CA码捕获算法研究及仿真

C／A码的快速捕获是设计GPS接收机的一个最重要的问题之一。由于常规串行捕获算法存在计算量大、捕获时间长等缺点，提出了一种基于FFT的C／A码捕获算法。首先对此算法进行了理论上的分析，然后阐述了用循环相关来实现算法的流程，并进行了优化，最后对优化后的算法进行了Matlab仿真。理论分析和仿真结果表明，本算法的计算量远低于常规的串行捕获算法，且易于移植到硬件中进行实现。     

基于Walsh变换的GPS C/A码快速捕获算法

根据m序列的相移组合多项式,给出Walsh序列与m序列行对应关系的计算方法.利用Walsh序列与Gold序列的映射关系,提出利用移位相加电路减小矩阵运算量的方法,解决Gold序列的快速相关运算问题.采用连续帧相关的方法,消除导航信号符号跳变对相关运算的影响,同时,针对GPS卫星码字的特点,提出了一种多星捕获方法,利用第...     

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FFT的二维并行长码捕获算法

导航伪随机长码周期一般为7天,在时间不确定度为±1 s,码速率为10.23 MHz的情况下,需要搜索码片数最多达20 460 000个,普通方法难以实现短时间内捕获。通过增加硬件资源消耗及减少相干积分时间能加快捕获速度,但由于硬件资源有限,而减少相干积分时间会导致捕获灵敏度降低。为了在有限的硬件资源下,不影响捕获灵敏度而又能快速实现捕获,研究了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的二维并行搜索算法。通过与传统基于FFT的码相位并行多普勒串行搜索及匹配滤波+FFT方法在捕获时间、灵敏度及硬件资源3方面对比,验证了基于FFT的二维并行捕获方法在长码捕获中具有捕获速度快、捕获灵敏度较高、硬件资源的利用更加合理等优势。     

FFT快速捕获算法在GPSC／A码与P（Y）码中的应用

一种快速、有效的GPS信号捕获方法是通过在整段数据上并行搜索伪码相位,对一段输入数字中频(IF)序列和一段本地复现伪码序列进行快速傅里叶变换(FFT)运算来实现。分析了用FFT实现循环相关及其在GPS C/A码捕获中的应用,采用整区间相关、扩展复现码折叠、叠加相加和叠加丢弃法实现P(Y)码快速直接捕获,用补零、线性内插、Sinc内插、平均相关和双倍长度补零法解决计算点数问题,用扩展计算点数方法解决由导航数据引起的相位反转、超长序列与短序列进行线形相关运算及用循环相关实现线形相关等应用中的具体问题。     

GPS C/A码平均相关捕获算法的FPGA设计

利用快速傅里叶变换（FFT）在频域实现循环相关是一种GPS C/A码快速捕获方法,但在现场可编程门阵列实现时资源消耗大,且要求计算点数为2的整数幂次。为此,采用平均分组,以更小FFT计算模块实现循环相关,完成C／A码捕获,即平均相关法,解决了资源消耗大和计算点数问题。通过使用硬件描述语言完成了平均相关法的FPGA实现,经过ModelSim和MATLAB仿真结果的比较,验证了平均相关法的正确性。     

码多普勒对扩频码捕获性能的影响

为了评价高动态场景中码多普勒对捕获的影响,定量分析码多普勒对相关峰值的影响具有指导意义。引入一种有效的求解码相关结果的方法——图解法,采用此方法推导了当存在码多普勒时码相关结果,详细推导了当码搜索步进不连续时码多普勒对相关峰的影响。通过Matlab仿真了码搜索步进为连续和不连续时码多普勒对相关峰值的影响,证明前述推导是正确的。计算结果表明,当码搜索步进为二分之一码片,相关时间内码多普勒引起的码误差超过四分之一码片时将对相关峰值造成影响。     

FFT与循环卷积相结合的GPS信号C/A码相位测量算法

提出了一种将FFT与循环卷积相结合的算法,可以快速高精度测量GPS信号的C/A码相位。算法的主要思想是在较低的采样频率下用FFT法对GPS信号C/A码相位进行粗测,然后用循环卷积法在更高的采样频率下根据粗测结果进行细测,从而以较低的计算量实现对GPS信号的C/A码相位高精度测量。该算法主要应用于辅助式卫星定位接收机的开发和高精度扩频测距等领域。     

基于FFT并行搜索伪码和频偏的快速捕获新方法

无线传感网中节点普遍受资源、成本、功耗的限制,使得节点间通信需满足低资源消耗、大载波频偏、低物理层开销等要求。该文提出利用一套FFT结构并行搜索伪码相位和载波频偏的快速捕获新方法(PSPF-FFT),通过差分处理消除载波频偏影响先进行伪码相位捕获然后再进行频偏纠正,以牺牲少量信噪比为代价来换取资源、平均捕获时间的减少。最后理论分析和仿真验证了新的捕获方法的实用性,与相同平均捕获时间、资源开销的捕获方法相比,PSPF-FFT捕获方法有着明显的性能优势。     

大多普勒下基于FFT伪码捕获技术研究

在直接序列扩频通信中,伪码的捕获一般是通过相关运算来实现的,对于具有大多普勒频移的直接序列扩频信号,采用传统的伪码捕获方法,捕获时间将会很长,同时运算量也非常大。为了实现伪码的快速捕获,研究了一种基于FFT的伪码并行捕获算法。针对伪码长度不是2的整数次幂和存在数据跳变的问题,提出一种改善方法。计算机仿真结果表明：该方法既能满足FFT快速运算的要求又能消除数据跳变的影响,从而提高了基于FFT的伪码并行捕获性能。     

一种新的GPS接收机C/A码跟踪环鉴别器算法

该文分析了GPS C/A码相位估计误差与载波频率估计误差对相关函数的影响,并推导出了相关公式。从线性,对信号幅度与载波频率估计误差的敏感性和计算量等角度分析了现有的码鉴别器算法的优缺点。基于上面的分析与研究,提出了一种新的C/A码鉴别器算法。通过理论分析与仿真实验,证明该算法有良好的线性特性,能有效抑制对信号幅度与载波频率估计误差的敏感性,且计算量低,跟踪精度高,抗多经性能好,在性能上优于已有的算法。     

一种基于FFT的多谱勒扩频信号捕获方法

在通信测控系统中短的信号捕获时间是非常重要的。提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的多谱勒直接序列扩频信号的快速捕获方法,利用频域循环移位特性和FFT变换特点计算出本地伪码序列与输入信号序列的相位差,检测出输入信号多普勒频移。从理论上对该技术进行了研究,分析了捕获方法的基本原理,推导了二维相关计算的数学表达式。用Matlab/Simulink工具进行了仿真,检测出多谱勒频移和伪码相位,进一步验证了该算法捕获的正确性。     

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FFT/iFFT的GPS信号捕获算法研究

利用快速傅立叶变换和反变换（FFT/iFFT）在频域实现循环相关是一种GPS C/A码快速捕获的有效方法,其可以将时频二维的联合滑动相关搜索转化为一维频域搜索,实现了伪码的并行搜索,可以有效地缩短GPS信号的捕获时间。同时,针对弱信号捕获提出了相关和非相干累积的方法,并给出了试验结果。     

GPS L5 Acquisition Schemes for Fast Code Detection and Improved Doppler Accuracy

In this letter, we propose GPS L5 acquisition schemes to detect a fast code phase and improve the accuracy of the Doppler frequency. The proposed approach is based on the code‐phase changes which occur during the acquisition processing time originating in the Doppler frequency. The proposed schemes detect a fast code phase within about 1 chip near the estimated code phase and improve the accuracy of the Doppler frequency by up to about 4 times in comparison with the popular Septentrio receiver. The feasibility of the proposed schemes is demonstrated through simulation.     

一种基于FFT的Midamble码搜索算法

针对一种基于UTRA TDD LCR时隙结构的ad-hoc网络的通信特点,给出了一种可在DSP上实现的基于FFT的M idamble码搜索算法,并给出了基于该算法的多径搜索实现方案。分析表明,该算法充分利用了DSP的特点,且其运算效率相比于传统的匹配滤波有大大的提高。