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。     

一种新的基于FFT的高动态扩频信号捕获方法

由于传统的伪码捕获方法对高动态大多普勒信号捕获困难,提出了一种基于FFT的并行搜索多普勒频偏和伪码相位的快速捕获方法.该方法考虑了高动态下多普勒频率的变化率,先通过延时自相关捕获并补偿多普勒频偏及其变化率,再使用FFT伪码循环相关捕获码相位,最后用MATLAB进行了仿真,验证了该方法的正确性和有效性,该方法适用于大多普勒频偏范围和快速捕获要求.     

Agarwal-Cooley快速循环卷积算法在伪码捕获中的应用

提出一种采用循环卷积实现伪码捕获的方法,研究了Agarwal-Cooley快速循环卷积(Agarwal-Cooley Fast Circular Convolution,ACFCC)算法及其并行结构,设计实现了基于ACFCC的伪码捕获方法,最后分析了该方法的捕获性能.理论分析和仿真结果表明,与基于FFT循环相关法相比,基于ACFCC的伪码捕获方法在其它捕获性能没有明显改变的情况下,降低了运算量,并且便于计算机采用并行结构实现,提高了系统的捕获效率.     

一种快速伪码捕获算法

在扩频通信系统中,伪码捕获跟踪是通信的基础,捕获时间的长短直接影响系统性能。为缩短捕获时间,可以采用并行、FFT频域捕获等方法。介绍了一种采用Walsh变换进行伪码捕获的方法,整个过程只需一次Walsh运算,可以进一步缩短捕获时间,并且只涉及加法而没有FFT运算所需的复数和乘法运算,具有运算速度快、占用资源少、实现简单等特点。     

直接序列扩频信号快速捕获方法研究与实现

论文针对直接序列扩频信号快速捕获问题，提出一种新的基于频域并行搜捕法的改进型快捕电路结构。该结构利用设计复用技术实现了FFT单元和IFFT单元的复用，同时通过软件计算本地伪码FFT，并将其结果存储在ROM中，从而使硬件规模大幅减少；采用并行设计使系统的运算速度大大提高；采用块浮点算法以提高动态范围和运算精度。整个快捕电路由一块FPGAXC2V3000．5来实现，工作时钟为29ns、精度为1／4码片情况下，伪码捕获仅需4．145ms。仿真和测试结果验证了设计的正确性。     

基于FFT的弱信号快速捕获算法

讨论高动态、低信噪比的长伪码信号搜索的基本原理,提出一种基于FFT的快速捕获算法:在一个伪码周期内利用FFT和IFFT提高伪码相关运算速度,井利用多个伪码周期的相关运算数据进行相干和非相干积累,以改善检测统计量信噪比.在Matlab环境下验证了该算法可以在信噪比低至35 dB/Hz时实现快速捕获,满足某伪码连续波体制雷达的测量要求.     

面向抗干扰的突发数据帧同步算法改进

在使用直接序列扩频技术进行抗干扰的通信系统中,针对突发帧的情形,需在每个数据帧的帧头进行帧同步。频率偏移和时间偏移对帧同步过程有较大影响,因此要进行准确的频偏估计和时偏估计。为了保证数据帧抗干扰的能力,伪码长度会较长,此时频率偏移对相关峰的影响很大,采用分段相关的方法减小频偏影响;直接在时域进行相关运算,运算量极大,通过采用基于FFT的伪码并行捕获方法,大大减少了计算量。该方法是以FFT窗口大小为接收数据的移动长度,无需逐个运算伪码,只需根据FFT变换及运算后的结果进行偏移,此时接收数据伪码要与2个相位状态的本地伪码进行频域相关运算,针对这一特点提出利用相关峰进行时偏估计的改进策略,并与原有策略进行比较,时偏估计失败率要远低于传统策略。     

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。     

一种基于长码扩频技术的无人机遥控链路实现

为了满足无人机遥控链路远距离、高动态、强抗干扰能力的军事通信需求,设计了基于长码直接序列扩频技术的FPGA实现方案.该方案采用了一种基于FFT算法的快速伪码捕获方法,将传统的伪码相位与多普勒频移二维搜索过程简化为两者同时捕获的一维搜索过程.经过硬件实现与测试,该方案可有效减少硬件资源消耗,同时缩短捕获时间.     

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。     

基于噪声功率估计的抗窄带干扰接收机自适应PN码捕获技术

在存在强窄带干扰条件下,正确实现伪码捕获是抗干扰接收机的关键技术之一。变换域干扰检测与PN码捕获判决都需要估计接收机背景噪声功率,本文在变换域谱线幅度平方服从指数分布假设下,利用中位数估计理论对存在窄带干扰接收信号的背景噪声功率进行估计,实现干扰检测门限和PN码捕获判决门限的自适应设置。仿真结果表明,文中设计的检测装置可实现强窄带干扰、大动态范围接收机PN码的正确捕获。     

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。     

非衰落信道下基于DMF的伪码捕获性能分析

基于数字匹配滤波器（DMF）的PN码捕获电路具有较快的捕获速度,因此在扩频系统中已得到广泛应用,为了在高斯白噪声环境的非衰落信道下改善DMF捕获性能,对影响捕获性能的虚警概率和检测概率进行了推导和分析,进而计算出了平均捕获时间,最后做出了仿真和分析。     

一种扩频接收机的设计分析

基于直接序列(DSSS)扩频通信原理,阐述了直接序列扩频接收机的组成和工作原理,对解扩解调部分进行了详细设计,给出了关键模块的原理和实现方法;尤其对扩频信号的自动增益控制、伪码捕获、伪码跟踪、载波跟踪以及定时同步等电路进行了细致论述,并说明了注意事项;最后,给出了硬件实现方式和测试数据。设计采用低成本的现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)实现,具有灵活性强、速度快等特点,而且通过工程应用证明了设计是正确可行的。     

直扩通信系统中FFT捕获算法的改进

直扩通信系统的解扩与解调都是依赖于有效的伪码捕获,为了实现伪码的快捕,对经典FFT捕获算法进行了部分改进。在经典FFT捕获算法的基础上采用了2倍码速率采样并且增加了一个多普勒频移控制器。首先对改进算法进行了理论分析,然后用MATLAB对其进行了仿真验证,仿真结果捕获图证明该算法在预设参数下可以实现有效快捕,而且在不降低捕获精度和抗干扰性能的同时缩短了捕获时间,从而进一步提高了FFT算法的捕获性能。     

瑞利衰落信道下基于DMF的伪码捕获性能分析

基于数字匹配滤波器(DMF)的PN码捕获电路具有较快的捕获速度,因此在扩频系统中得到广泛的应用,为了在瑞利衰落信道下进一步提高捕获性能,对影响捕获性能的虚警概率和检测概率进行了推导和分析,进而计算出了平均捕获时间,并且作出了仿真和分析,为改善瑞利衰落信道下捕获性能提供了解决思路和理论依据。     

低信噪比高动态条件下基于FFT的二维平移累加PN码捕获算法

针对低信噪比高动态条件下直接序列扩频（DSSS）系统中PN码捕获的问题,提出了基于FFT 二维平移累 加的PN码捕获算法。首先对现有的PN码捕获技术进行了分析,然后研究了时变的载波频偏与 码频频偏对PN码捕获的影响,在此基础上,提出了基于FFT二维平移累加的PN码捕获算法。 算法的基本思想是对相关器输出的相关值在载波频偏不确定度与码相位不确定度同时进行平 移,从而消除相关峰“漂移”现象,增大非相干累加的有效性。给出了采用此算法的捕获系 统结构图,并对关键参数进行了分析。最后,通过仿真表明了该算法对捕获系统有6 dB的改 善。     

多音干扰对直扩接收机捕获性能影响分析

结合每个信息码元内有整数个扩频码周期序列的BPSK调制直扩信号接收系统,以二维相关捕获原理为基础,分析了多音干扰对直扩接收机相关比值式捕获的性能影响,并结合PN码功率谱分析,给出较为理想的多音干扰载频位置选择方法,指出对于比值式捕获,在有用信号频率无法准确侦察的情况下,多音干扰能够有效提高干扰范围,干扰效果较好;在信号频率准确侦察的情况下,多音干扰效果较单音干扰效果差。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于FFT的DSSS序列偶捕获

在直接序列扩频通信中,接收端采用PN码进行解扩,所以PN码的选取十分重要,而序列偶就是一种PN码,可以用于猝发式直扩系统扩频解扩。采用基于FFT的伪码捕获技术,使用Matlab仿真实现DSSS系统中序列偶同步;通过对比序列偶与GOLD码和m序列,得到序列偶自相关性能优于GOLD码,当系统处于较大正弦波干扰时,它的误码率性能优于其他的PN码。高扩频比优于低扩频比,当信噪比大于8dB时,误码率低于10^-3以下,扩频增益越大,误码率越低。     

基于DS扩频信号的自适应门限双积分滑动相关捕获算法

提出了一种基于直接序列扩频信号的双积分滑动相关捕获算法,同时使用两组相关器联合进行码相位的捕获,捕获的门限采用CAFR(常虚警率)自适应控制方式。文中给出了这个捕获方案的数学模型,并进行了具体分析。实验表明,利用FPGA实现这种捕获算法,不仅具有较高的性价比,而且衡量PN码捕获的最关键指标——平均捕获时间也大大少于常规捕获方法。