改进的基于FFT的伪码快速捕获法

为了更好地适合在低信噪比环境下工作,对基于FFT的伪码快速捕获法进行了改进,即提出了将多个伪码周期进行相关运算后进行非相干积累。对其原理进行了详细的分析,并对它的捕获性能进行了仿真。通过分析和仿真结果可以看出,采用非相干处理的基于FFT的伪码快速捕获法捕获时间更短,并且更适合在低信噪比环境下工作,具有重要的工程应用价值。     

极低信噪比下的一种扩频伪码捕获算法研究

本文针对新型的卫星用接收机伪码捕获的性能指标要求，设计了一种基于中频直接采样数字化的伪码捕获算法。实验证明，这种捕获算法易于采用可编程门阵列和数字信号处理器相结合的方式实现，可以在极低的信噪比下实现扩频PN码的快速捕获。     

高动态非线性调频直扩信号的伪码快捕算法

针对高动态非线性调频直接扩频(NLFM-DSS,nonlinear frequency modulation direct spread spectrum)信号伪码捕获的问题,提出一种基于离散多项式相位变换(DPT)的NLFM-DSS信号伪码快捕算法.首先通过瞬态矩确定信号的阶数,并将信号降阶成带残余频偏的直扩信号.然后采用PMF-FFT与功率谱相结合的方法实现伪码快速捕获.给出了基于该算法的信号模型和理论分析表达式,并通过计算机仿真验证了该方法的可行性,在扩频增益为1023时,利用功率谱非相关累积30次,可在信噪比为-20 dB时捕获到伪码.     

部分相关与功率谱相结合的伪码快捕算法

针对极微弱动态长周期伪码直接序列扩频信号的捕获问题,提出了利用部分相关和功率谱相结合的方法,进行伪码相位延时/多普勒频偏的快速二维并行搜索.通过部分相关,得到反映多普勒频偏的正弦信号,在低信噪比下,通过功率谱累积平均达到检测微弱信号的目的.该捕获方法在捕获到同步长周期伪码的同时,也得到了多普勒频偏值的近似值.给出了基于该算法的信号模型、捕获方案及性能分析,并在此基础上分析了FFT点数、加窗函数及累积次数对捕获性能的影响.在理论分析的前提下,通过计算机仿真验证了该方法有良好的捕获效果.     

一种基于FFT的弱信号快速捕获算法

为提高弱信号环境下导航信号的捕获灵敏度,可通过增加相干积分时间和非相干累加次数提高处理增益。针对传统高灵敏度捕获算法运算量大、非相干累加带来平方损耗等问题,提出了一种基于FFT的弱信号快速捕获算法,首先对输入信号按伪码长度进行块叠加之后再做FFT循环相关运算来降低相干计算量;其次,采用差分相干累加算法消除传统算法的平方损耗;最后,对捕获的载波频率进行了精化处理以防止后续跟踪失锁,提高了载波频率分辨率。仿真结果表明,改进算法较传统算法在弱信号捕获性能上具有更快的捕获速度,并且在捕获精度相同情况下,提高了弱信号的捕获能力。     

基于并行架构的宽带扩频信号捕获技术研究

为解决大动态低信噪比环境下,由于宽带扩频信号速率过快,使得载波多普勒和伪码多普勒较大导致无法成功捕获信号的问题,提出一种基于并行架构的捕获方法;该方法利用并行载波NCO产生本地载波,与接收信号进行下变频混频以对载波和伪码多普勒进行补偿,利用并行伪码NCO产生本地码进行内码滑动相关和外码匹配滤波,经过二次捕获进一步估计载波多普勒和伪码相位;仿真结果表明,在62 dBHz的载噪比下,符号速率为1 Mbps,载波多普勒搜索范围为± 800kHz,载波多普勒变化率为±100 kHz/s时,这种方法可以实现宽带扩频信号捕获,并且在符号信噪比为2 dB时,捕获概率为99%,捕获时间为0.9009 s;使用该捕获方法,可以降低宽带扩频信号捕获复杂度、提高捕获效率,为大动态低信噪比环境下宽带扩频信号的捕获提供了一种有效的捕获方法。     

捕获算法对比研究

弱信号捕获是信号同步的关键技术,随着卫星导航应用范围越来越广,低信噪比下的信号捕获算法已经逐渐成为了捕获技术研究的热点。文中对低信噪比下的弱信号捕获算法进行了模型描述和性能定量分析,主要对相干积分算法、非相干积分算法和差分相干积分算法的处理增益及其对应的检测性能进行了理论分析和仿真比对。仿真结果表明,差分相干积分算法具有良好的处理增益性能,且对数据位跳变不敏感,适用于低信噪比下的信号捕获。     

混合多址中一种伪码捕获算法的性能分析

提出了一种混合多址系统伪码捕获的实现结构,并且与几种经典结果进行了性能比较,结果表明这种方法具有一定优越性.该结构主要是采用频域并行处理作为伪码相关器,通过控制载波NCO频率消除载波频偏对伪码捕获的影响,并且根据自适应门限准则基本消除了输入信号波动对检测性能的影响,又根据恒虚警概率准则满足了对输入信噪比的大动态范围要求.文中提供了详细的推导公式,推导出了该结构下各性能指标较为简约的计算公式,方便读者理解和应用.另外还给出了这种混合多址系统伪码捕获实现结构仿真结果并通过了Monte Carlo实验验证.     

BOC及其衍生信号通用无模糊捕获分析

针对BOC(binary offset carrier)及其衍生信号通用无模糊捕获方法匮乏的问题,提出了一种基于伪相关函数(pseudo correlation function,PCF)的无模糊捕获改进方法。首先,根据形状码向量的概念构建了BOC信号的互相关函数统一表达式,并提出了两组新的形状码向量;然后,通过接收信号与形状码向量对应的参考信号做互相关合成得到一个单峰;最后,通过单峰与自相关函数合成得到通用无模糊捕获方法。仿真实验表明,在同一条件下,新提出的捕获方法主峰能量相对于副载波相位消除法提高了23%,并且能够适用于所有类型和所有调制阶数的BOC信号,能够完全消除同步过程中自相关函数的模糊性。     

半无数据调制信号捕获跟踪算法研究

半无数据调制是指在每个节点发送的信号上都调制有同相和正交两路伪码,同相通道上无数据信息,正交通道上调制数据信息,两通道上的伪随机码相互正交。根据半无数据调制的信号样式,采用联合捕获及联合跟踪算法对信号进行基带处理。在捕获阶段,对单通道捕获与相干联合、非相干联合及差分相干联合等捕获算法在捕获概率及捕获时间方面的性能进行对比,在码跟踪、载波跟踪阶段,通过比较单通道跟踪与联合跟踪算法在不同干扰场景下的跟踪误差协方差,选择最佳的捕获及跟踪算法。仿真结果表明,相干联合捕获算法捕获概率最高且平均捕获时间较短,而码环和载波跟踪环的联合跟踪算法具有较高的跟踪精度及可靠性。