运用TDMA的卫星导航P码直捕的实现

针对卫星导航P码直捕运算量大、消耗硬件资源大的问题,提出了一种基于TDMA思想的P码直捕方法.该方法在匹配滤波器结合FFT方法的基础上,以串并结合、分时处理的方式实现了码域的搜索,以全并行的方式实现了频域的搜索,且不需外挂SDRAM.详细介绍了该方法的实现过程,并给出了仿真实验结果.分析表明,该方案能以较低的资源完成P...     

卫星导航定位P码直接捕获算法研究

如何提高卫星导航定位P码的捕获速度和精度是军用接收技术研究的热点问题之一。在GPS P码扩展复制重叠(XFAST)捕获算法和均值捕获算法的基础上,提出一种基于时频融合的捕获算法,通过对本地序列进行XFAST处理,在不影响相关度的基础上扩大搜索范围,并对处理后的本地序列和接收序列进行均值处理,相当于减少之后相关的码元个数,也即减少了运算量,从而达到提高捕获速度的目的。对所提算法的可行性进行了分析,给出了算法的具体处理过程,仿真实验验证了该方法的有效性。     

P码直接捕获方法信噪比损失分析

与传统捕获方法相比,P码信号直接捕获具有很强的抗干扰能力,因此近年来国内外对P码直接捕获方法研究也很多,这些方法大多是基于均值法和XFAST方法进行计算量的缩减,但计算量缩减对于捕获效果会有一定的影响,而对于捕获影响的定量分析以及捕获方法所适用的范围很少进行讨论.通过理论分析和仿真实验得出了典型的两种P码直接捕获方法中参数设置值和信噪比损失的关系,为这两种P码直接捕获方法的适用应用范围提供了一定的理论依据,并对基于这两种的其他捕获方法的应用范围提供了参考.     

基于时频融合的长码直接捕获优化算法研究

长码因其码率高、周期长的特点,是现有导航系统广泛采用的军用信号体制。该文针对长码间接捕获方法的不足,以及扩展复制重叠捕获算法和均值捕获算法的局限性,提出一种以优化复杂度和搜索速度为目标的,基于扩展复制重叠捕获(XFAST)和均值算法相融合的时频捕获改进方法,给出了该算法的基本原理和捕获结果。对该算法的信噪比条件和复杂度进行了分析仿真,进一步论证了该算法应用于长码直接捕获的可行性和优良性。     

卫星导航中XFAST捕获的降计算量去模糊处理算法

卫星导航系统中,采用扩展复制重叠法(Extended Replica Folding Acquisition Search Tech-nique,XFAST)对长PN码进行直接捕获时,粗捕后得到的对齐码相位存在重叠模糊度.为减少去模糊处理的计算量,提高捕获速度,提出了一种新的去模糊处理算法.新算法在得到粗捕对齐码相位结果后,先对本地码序列重新按照对齐相位进行排列、分段、段内循环移位等操作,然后进行段间叠加,再与接收码序列通过FFT-IFFT运算实现循环相关运算,从而确定对齐码相位所在的子码段,得到无模糊度的捕获结果.理论分析与仿真结果证明,该算法可以在分段叠加段数和子段长满足一定关系的条件下,在检测性能满足系统要求下,大大降低去模糊处理的计算量和操作时间,从而提高捕获速度.     

隐蔽直扩通信研究

在对直扩信号能够被检测截获的原因进行深入分析的基础上,针对现有各种直扩信号盲检测截获方法的关键所在,提出通过对直扩信号进行加扰和改变扩频码码速相结合的方法来改变其时域统计特性及其频域、谱相关域特征增强其通信隐蔽性的思想方法,并对经过处理后的直扩信号的特性进行了模拟探讨分析。     

DSSS／BPSK信号PN码速率的估计

针对低信噪比情况下,对直扩信号PN码速率估计采用延时相乘方法。扩频信号延迟相乘后,频域中在与扩频码速率成正比的位置处出现离散谱线,通过检测该离散谱线的位置即可快速估计出码速率。在延时相乘法基本结构的基础上对算法进行改进,对两种算法进行了仿真,比较延时相乘法的基本结构和改进结构的估计性能。     

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。     

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。     

GNSS接收机长码快速直捕技术研究与实现

针对全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收机中的长码快速直捕算法,对基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的循环相关算法和多段匹配滤波器+FFT算法的原理和架构进行了详细分析,同时将阵列天线技术应用于GNSS接收机上,提高了低信噪比下的长码直捕性能。在同一个硬件平台上,2种算法都得到了很好的工程实现,并对试验数据进行了分析和比较。结果表明2种算法各有优缺点,在较低的信噪比和高动态的环境下均能快速有效地完成长码的直接捕获,对GNSS接收机的快速定位和导航具有一定的现实意义。     

基于伪码互相关特性的GPS信号捕获算法

高动态GPS接收机研究的核心是信号的捕获与跟踪算法,在接收机硬件实现时,系统性能与资源消耗直接受捕获算法的影响。结合时域滑动相关法和基于FFT的频域捕获算法各自的优点,提出一种基于伪码互相关特性的快速捕获算法,在不影响系统性能的前提下,既加快了捕获速度,又降低了资源消耗,实现了捕获速度和资源消耗二者的平衡。     

GPS信号快速捕获技术研究及仿真

为提高GPS信号的捕获速度,研究了基于快速傅里叶变换的并行码相位快速捕获技术,在原算法的基础上进行了二级处理,对频率细化从而减小了相关值衰减,使其更适用于工程应用。采用该技术在频域计算输入信号与本地信号的相关值,并得到相关峰值所对应的载波频率和码相位。Matlab仿真结果表明,该技术可以成功的捕获GPS卫星的C/A码信号并减少运算量,乘法和加法的运算次数是传统顺序搜索算法的0.112 3%和0.215 7%,有效的缩短了信号捕获时间。     

一种快速FFT捕获算法及其FPGA实现研究

典型FFT捕获方法可以完成码相位的并行捕获,较滑动相关方法可以更快捕获GPS信号,但是仍比较耗时。利用频域移动等于时域乘以指数信号的特性,可以在1ms时间内完成多普勒频率的搜索,实现码相位和频率域的同时并行捕获,给出了FPGA实现的结构设计,结果表明该方法资源消耗小,捕获速度快,是一种优秀的快速捕获技术。     

软件GPS接收机弱信号捕获方法

为了提高软件GPS接收机弱信号捕获能力,研究了软件GPS接收机弱信号捕获的方法,分析了非相干积分的损耗和增益,通过非相干积分方法提高接收机灵敏度,对于存在多普勒频移的信号采用频率补偿方法改善非相干积分效果,采用实验方法确定检测门限,达到较好的检测效果。采用平方法测量精确频率,分析了不同条件下平方法的输出增益,仿真实验证明,合理选择数据长度和求和时间可以较大程度地改善频率分辨率。     

基于LFM模型的高动态弱GPS信号载波捕获

根据极大似然估计理论,通过载波频率和频率变化率分段对消、快速傅里叶变换(FFT)结果选大估计载波频率和频率变化率,实现载波信号捕获,建立了高动态全球定位系统(GPS)载波的线性调频(LFM)信号模型,并给出了算法的具体实现。详细分析了该算法中检测统计量的分布特性,推导了恒虚警准则下的检测门限,并讨论了其中关键参数的设计。仿真结果表明,该算法可以实现对18 dBHz的GPS高动态信号的载波捕获。     

一种高灵敏度GPS信号快速捕获算法

为了提高GPS软件接收机捕获算法的灵敏度和快速性,提出了一种高灵敏度GPS卫星信号快捕方案。首先对GPS信号进行频率补偿,然后进行相干滤波提高卫星信号的信噪比,从而提高捕获算法的灵敏度。再采用延迟、累积捕获结构寻找输入信号中各颗卫星的C/A码起始点,引入延迟累加器实现各卫星多普勒频移成分的分离、估计,将传统的二维捕获过程简化为两个一维搜索过程,捕获时间仅为传统FFT快捕算法的几十分之一,提高了捕获算法的速度。分别通过实测和GPS数字中频信号发生器仿真生成的GPS数字中频数据对所设计的捕获算法进行了验证,实验结果表明该捕获算法行之有效。     

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。     

基于FPGA高动态GPS快速捕获协处理器设计实现

高动态GPS接收机中,扩频信号捕获是系统的关键技术.由于系统的高动态特性,使GPS信号产生较大的载波多普勒频移和伪码多普勒频移,加大了信号捕获的难度.若采用通常的滑动相关捕获,需要很长的捕获时间;采用传统的全匹配滤波器结构,消耗的硬件资源太大.为提高捕获性能,分析了一种改进的折叠匹配滤波器并采用相干累加和非相干累加相结合的快速捕获方法,对GPS信号进行码相位的并行捕获,详细介绍了基于FPGA的具体实现.     

GPS软件接收机基带信号处理研究

GPS软件接收机相对传统硬件接收机,设计灵活,能够迅速分析、仿真、实现各类算法.本文主要针对GPS L1频率的C/A码信号,设计并实现了GPS软件接收机的基带处理部分,阐述了射频前端原理、并行码相位搜索捕获策略以及鉴频辅助跟踪环路,并推导了适应动态环境的三阶数字环路滤波器.仿真数据和实际中频数据测试表明:算法性能优越,能迅速捕获并锁定信号,获取导航数据.     

一种利用小波降噪的卫星导航信号并行捕获算法

针对全球定位系统（Global Positioning System,GPS）接收机传统捕获算法计算复杂度高、捕获灵敏度低等缺点,提出了一种可降噪的简化并行码相位捕获（Noise Reduction for Simplified Parallel Code Phase Acquisition,NR-SPCA）算法。该算法通过对信号降采样,利用小波变换对二次采样信号作降噪处理,提高了捕获灵敏度;利用GPS信号和C/A码互相关的稀疏性,并行计算降噪后的信号的相关值,提高了运算效率。仿真结果表明,在90%概率捕获成功的前提下,NR-SPCA算法比传统的PCA算法信噪比低1 dB,运算效率提升了100%。该算法还可应用于航天探测、自动驾驶等领域。