四分法和差分相干结合的北斗弱信号捕获算法

针对弱信号条件下传统卫星信号捕获算法无法满足用户需求的问题,在对接收信号进行傅里叶变换的基础上,提出了一种利用四分法估计导航数据比特跳变位和差分相干累加方法相结合的北斗弱信号捕获新算法。与基于FFT的半比特交替和相干累加结合的捕获方法比较可知,该算法数据利用率高,对噪声有良好的抑制效果。仿真结果表明,该算法可实现-38 dB信噪比条件下的北斗弱信号捕获,并可进一步提高软件接收机灵敏度。     

超紧组合导航系统SINS辅助GPS快速捕获技术研究

为提高强干扰和高动态环境下,GPS接收机的灵敏度,缩短首次定位时间及失锁重捕时间,研究了超紧组合导航系统中SINS辅助GPS快速捕获技术。首先,研究了基于FFT的并行快速捕获技术,采用相干累加方法,提高弱信号环境下的捕获灵敏度。采用循环移位、平均采样以及FFT模块复用技术,降低捕获算法的运算量和硬件资源占用率。其次,采用SINS辅助捕获技术,提高接收机高动态环境下的捕获灵敏度,降低首次定位时间和失锁重捕时间。经仿真验证,结果表明,所采用技术是有效的,在高动态和弱信号条件下,接收机捕获时间和灵敏度均显著提高。     

一种基于互联网的相关检测算法研究

提出一种利用互联网提高北斗二号接收机捕获灵敏度的方法。由于接收机所在的大概位置、星历、时间和多普勒频率等信息必须通过网络得到,相对自主北斗二号接收机,基于互联网的北斗二号接收机性能得到显著提高。从消除北斗二号卫星强信号对弱信号干扰的角度分析了影响接收机捕获灵敏度的因素,根据强信号干扰的特点,提出了消除强信号干扰的具体方法。经过实验测试,系统的捕获灵敏度得到显著提高,从28dBHz提高到21dBHz。     

基于北斗GEO卫星信号的海面目标非协同探测性能分析

对利用北斗GEO（Geosynchronous Orbit）卫星信号开展海面目标非协同探测的性能进行分析。首先提出了初步系统结构方案,分析了北斗信号并建立了直射和反射信号模型,从最大探测距离和伪随机码模糊性两方面分析了基于北斗卫星信号的海面探测性能。仿真实验结果表明,基于北斗GEO卫星的反射信号在强度和信噪比等指标上都要优于GPS MEO（Medium Earth Orbit）卫星的反射信号,北斗的Kasami码和Gold码在时延和多普勒频移维上都具有很好的时间分辨力,利用北斗GEO卫星信号开展海面目标非协同探测是可行的。      

一种“北斗”B1C信号无模糊捕获算法

针对"北斗"B1C信号同步过程中存在的捕获模糊性问题,根据"北斗"B1C信号的信号特点,基于伪相关函数方法,设计了一种适用于"北斗"B1C信号的无模糊捕获算法。该算法采用数据分量和导频分量非相干组合的捕获策略,实现了B1C信号数据分量和导频分量的无模糊捕获,提高了捕获灵敏度。利用导航终端接收的卫星信号数据,对所提捕获算法进行了仿真验证,并分析了其无模糊捕获性能和捕获灵敏度。仿真结果表明,所提算法能准确且快速地捕获"北斗"B1C信号。     

一种有效的辅助北斗接收机的捕获策略

随着在微弱卫星信号环境下应用需求的增长以及对首次定位时间和定位精度的要求,一种高性能的卫星定位技术——辅助型全球卫星导航系统(A-GNSS)定位技术成为导航领域的研究热点。文中针对中国自主研发的北斗导航系统,结合A-GNSS的3GPP标准,提出一种辅助型北斗(A-BD)接收机的捕获策略。针对北斗的非地球同步轨道卫星(NGEO卫星),给出两种可行的捕获算法:辅助北斗NGEO卫星线性捕获算法和辅助北斗NGEO卫星并行码相位捕获算法。仿真表明在捕获相同灵敏度卫星信号的前提下,辅助北斗NGEO卫星线性捕获算法所需要的数据长度相对较长但算法复杂度相应降低。     

BD3信号多天线GNSS-R海冰延迟映射接收机设计

文中介绍一种多天线海冰接收机的整体架构以及其在多极化海冰探测领域的应用。在此基础上系统描述其软硬件的设计,给出直射通道、反射通道和控制系统的详细设计方案及具体实现。针对"北斗三号"B1C新信号的特点,设计并实现一种利用"北斗二号"B1I信号辅助"北斗三号"B1C反射信号处理的方法。最后进行反射信号接收的初步试验,在试验中接收到不同极化的反射信号,并通过上位机软件观察其相关功率,同时对比B1C与B1I反射信号的相关结果,验证设备可以正常工作。     

基于GNSS-R的车辆探测定位实验研究

针对目前导航卫星应用领域中一个新的热点研究内容,利用GNSS卫星反射信号作为无源雷达进行目标探测和定位,基于GNSS-R技术进行车辆探测定位实验研究,并给出反射信号相对于直射信号的延迟时间求解方法。实验对接收到的直射信号进行处理,提取直射信号信息作为先验条件,进行反射信号的细捕获,缩小反射信号捕获的搜索范围,采用基于FFT的并行码相位捕获算法将码相位延迟时间精确到1/16码片。将实验数据与理论值进行对比分析,验证了该方法的正确性。     

高动态弱信号环境下基于INS的GNSS捕获方法分析

为保证 GNSS 在挑战环境下的捕获性能，分析了高动态弱信号捕获存在的问题，提出了一种新的 INS 辅助并行码相位捕获方法，在频域利用 INS 辅助信息卫星星历/历书数据估计多普勒，缩小频率搜索范围，在码域利用码相位估计及并行码相位搜索的方法，减少码相位搜索时间，最后结合差分相干累积提高捕获灵敏度，实现高动态弱信号的快速捕获。仿真结果表明， 该算法能显著提升高动态、弱信号环境下 GNSS 接收机的捕获性能。     

弱信号下“北斗”接收机NH码的快速捕获

在全球卫星导航系统(GNSS)中,延长相关累积时间可以有效提高弱信号捕获灵敏度,但是"北斗"中圆地球轨道/倾斜地球同步轨道(MEO/IGSO)卫星信号的捕获性能很大程度上受到二次编码(NH)码的影响:调制NH码的信号在每一个码元周期(1 ms)内都有可能发生跳变,对相关累积时间造成一定影响,从而会导致系统捕获灵敏度的下降.为此,提出了一种针对NH码的码元遍历搜索算法,通过遍历累积时间内NH码的所有组合,消除NH码码元引起的误差.实验结果显示,所提算法可以在一定程度上提高卫星信号的捕获成功率,尤其可以至少提高2 dB弱信号的捕获灵敏度.同时,算法可以为信号跟踪提供更加准确的载波频率.     

微弱GPS信号差分快速捕获算法

微弱GPS信号的捕获算法,是高灵敏度GPS接收机实用化的关键技术,但通常有效提高GPS信号捕获灵敏度的信号累积技术会消耗大量时间。通过对当前主要弱信号累积技术和捕获算法的分析,在总结其利弊的基础上提出了利用差分累积的微弱GPS信号快速捕获算法,并通过仿真验证了算法性能,利用实际采样数据证实了算法的有效性。     

A coherent acquisition method for a PN sequence using binary searchand an auxiliary sequence

Direct sequence spread spectrum systems require a local replica of the pseudonoise (PN) sequence to be synchronized with the received signal's spreading code. A method is proposed to improve the PN sequence acquisition time and decrease the acquisition time variability. The proposed method is based on a binary search algorithm. At each stage of the algorithm, an auxiliary signal is used to formulate a new search region within the PN sequence, and at each stage the search region is reduced by half. The region containing the incoming PN phase is therefore obtained within O(log₂ (N+1)) steps. A closed loop coherent PN acquisition algorithm presented by Salih and Tantaratana (1996) motivated the use of the auxiliary signal, and the algorithm of Salih et al. is also used for comparison. Results indicate the algorithm presented in this paper can achieve a factor of two to three times improvement in the mean acquisition time with a significant decrease in the acquisition time variability     

DS-UWB系统中利用辅助序列的MAX/TC准则同步算法研究

DS-UWB系统是否能够获得快速可靠的信号同步是系统设计的一项重要指标。该文在最大值选择/过门限(MAXimum selection/Threshold Comparison,MAX/TC)准则DS-UWB系统同步捕获算法的基础上,提出一种采用辅助序列的MAX/TC准则改进型同步捕获算法,算法利用辅助序列信息判断本地伪随机序列发生器相位更新方向,能够较大程度降低系统伪随机序列同步捕获时间;通过对改进算法进行较为详细的理论分析,并且在超宽带室内信道环境中进行仿真实验,结果表明,采用该文算法可以在保证系统同步捕获性能的同时有效缩短平均同步捕获时间。     

一种基于CDMA2000 1x EVDO微弱信号的捕获算法

针对弱信号条件下的CDMA2000 1x EVDO手机上行信号, 提出一种基于短时相关快速傅里叶变换(FFT)运算和差分相干相结合的联合捕获算法。首先采用短时相关和FFT运算精确估计出信号的多普勒频偏值;在此基础上利用差分相干提升信号的相关峰。通过设置自适应判决门限和相干长度获得较好的捕获概率;同时对所提算法和相干累积算法的捕获灵敏度和计算复杂度进行了对比。最后,结合实测数据验证了算法有效性,实验表明本文算法在保证低于相干累积算法复杂度的情况下,提高捕获灵敏度约1.5 dB。     

透地无线通信的弱信号捕获算法

基于电流场传播的无线透地通信系统,提高接收机灵敏度的关键之一是在尽可能低的信噪比下实现信号的可靠捕获。本文对传统滑动相关捕获算法进行了改进,提出了一种信号捕获新算法。系统采用高增益直接序列扩频及超宽带脉冲基带调制方式,每个码片都调制为一个近似于高斯微分脉冲的正负双峰波形。接收信号以每个码片16个样点的速率采样量化,时分分接为16路信号,各路都用相同的PN码相关器进行滑动相关解扩,每一时刻取其中某两路信号相关量之差作为判决量。理论分析和仿真结果都显示,和传统的滑动相关捕获算法相比,新方法实现可靠捕获所需信噪比可降低7.2dB。      

基于PSWF的非正弦时域正交调制信号的同步方法

该文针对基于PSWF的非正弦时域正交调制信号同步困难的问题,通过分析调制信号的脉冲序列特征,提出了一种基于辅助序列的同步方法。采用Barker码调制0阶基带时限PSWF脉冲设计具有单峰值特性的辅助序列。同步捕获时,先采用滑动相关捕获法将同步大致位置快速定位于一个小的搜索区间,再采用MAX/TC算法在这个小的搜索区间内进行准确捕获并验证正确性。理论推导了AWGN条件下的同步捕获性能,仿真结果表明,该同步方法可行,且在低信噪比条件下具有较好的捕获概率。     

GPS软件接收机中微弱信号捕获算法研究

信号捕获的目的是确定接收机当前所在位置的可见卫星号,进而计算可见卫星的载波频率和伪随机码相位信息.目前随着GPS接收机应用的日益广泛,如何在弱信号环境下实现定位的问题日益突出.普通的GPS接收机不能捕获和跟踪到导航卫星信号,只能设法提高GPS接收机的灵敏度来实现导航和定位.为了解决微弱信号情况下的GPS信号捕获问题,在...     

The JDTDOA algorithm applied to signal recovery: a performance analysis

This article suggests a novel method to retrieve a narrowband signal sent in a multipath environment with a delay spread considering ISI between symbols. The proposed method does not require any preamble nor known signal. Using the joint direction and time delay of arrivals estimation algorithm developed in prior work, the directions and time delays of arrival in the multipath channel are jointly estimated and associated while keeping a low computational cost. In this process, a MVDR beamformed copy of each arriving signal is created. The quality of these “pseudo copies” is evaluated and compared to the original direct and reflected signals in this work. Another beamforming method, the Moore–Penrose pseudoinverse, with better retrieval of the direct and reflected signals is also proposed. Using a simple delay-and-sum operation on the previously beamformed copies, it is possible to substantially improve the the system’s performance in terms of bit error rate. An approach using oversampling on the array antenna is introduced to improve performance. Numerical simulations are discussed to support theory.