基于Colley-Tukey算法对GPS捕获过程的优化

根据GPS捕获过程中相关运算的计算速度要求,针对常用的频域FFT算法速度快但规定采样点的点数N必须为2的整数幂的缺点,分析了如何利用Colley-Tukey算法对部分可分解的N值的相关运算进行优化,从而在时域算法保证精确度,同时又在速度上接近FFT算法.最后在Matlab环境下对算法进行了验证.     

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。     

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。     

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。      

GPS接收机的捕获方案探讨

分析了GPS接收机的两维捕获原理;由于传统的伪码捕获方法需要大量的相关运算,捕获时间受到限制,因此我们采用一种能适应高动态环境并加快捕获速度的方案,即采用频域串行搜索和时域以FFT代替滑动相关实现并行捕获的二维策略。     

微弱扩频信号捕获的积分时间延拓技术

相对于普通扩频接收机,微弱扩频信号捕获需要更长的积分时间以获得处理增益。然而,伪码多普勒频偏导致能量不能在一个码相位上持续积累,限制了积分时间的进一步增加。为此,提出了一种扩频信号捕获时间延拓技术,增加了扩展积分单元,通过对扩展积分结果进行路径搜索,从而有效地减少了码多普勒引起的相位滑动对相关运算积分时间的限制。仿真和实测结果表明所提技术突破了传统全球导航卫星系统( GNSS)捕获算法的积分时间上限,提高了系统灵敏度。针对带内信噪比低于-50 dB的GPS L1 P码捕获,给定硬件资源约束和5 kHz多普勒范围,算法的捕获概率优于传统算法约3 dB。     

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。     

直序扩频系统中扩频码同步技术的研究

针对扩频通信中伪随机序列的快速捕获问题,文中提出了扩频信号快速捕获方法,来解决低信噪比条件下伪码序列的捕获问题.首先对直接扩频通信系统的基础理论做了探讨,而后重点研究了两种基带扩频信号同步捕获方案--序列相位搜索捕获法和不连续相位滑动相关法,序列相位搜索捕获法主要适用于m序列码周期较短的情况,而不连续滑动相关法则克服了...     

基于导频辅助的DFT时变频率捕获算法

以线性调频信号为信号模型,围绕时变频率捕获算法展开研究。重点研究了传统的时变频率捕获算法——延迟自相关算法,然后针对延迟自相关算法无法在低信噪比下实现线性调频信号参数估计的问题,提出一种基于导频辅助的离散傅里叶变换(DFT)时变频率捕获算法。仿真结果表明,提出的算法和延迟自相关算法均基于2次快速傅里叶变换(FFT)运算实现了线性调频信号的频偏和频偏变化率的捕获,该算法具有更低的信噪比门限。     

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。     

GPS L1信号C/A码的高效并行软件相关器研究

在GPS软件接收机的捕获和跟踪算法中,相关器的运算是很大的计算负担,为了能够快速的计算,提出了一套用于GPS软件接收机的,处理CDMA扩频信号的软件相关器高效并行算法,主要针对耗时较多相关器进行算法优化,并给出了实际运行结果和性能分析,表明了本文提出的优化算法与直接浮点计算的方法相比,将软件相关器的处理速度提高了约4倍。而且,运用高效并行软件相关器的跟踪算法能够正确跟踪,并解调信号。介绍的相关器的设计方法适用于所有卫星导航系统的软件接收机。     

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...     

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.     

微弱GPS信号捕获算法的研究

GPS件接收机在低信噪比的环境中,普通捕获算法不能实现理想的捕获效果.采用增加相干积分时间、处理相干积分后的数据和改进传统非相干算法的方法,显著提高了信噪比,有效地消除了传统非相干算法中的平方损耗.通过对不同的捕获算法仿真比较得出,改进的算法有更强的信号检测能力,处理增益更高.     

基于差分码和块处理方法的GPS信号快速捕获算法

综合时域滑动相关法、差分匹配滤波器算法和基于块处理的频域捕获算法等三种方法各自的优点,提出了一种新的基于差分C/A码和块处理方法的GPS信号时域捕获算法,在不损失处理增益的前提下既加快了捕获速度,又降低了资源消耗,实现了捕获时间和资源占用二者的最佳结合。实验结果表明此算法是行之有效的。     

大Doppler频移条件下基于导频信号的扩频码捕获

分析了Doppler频移对传统扩频码捕获算法的影响,提出了在发送导频信号期间,利用自适应谱线增强器(ALE)对部分匹配滤波输出进行处理以估计Doppler频移值,经过频偏校正后,采用传统全匹配捕获算法进行扩频码捕获判决的新方法。仿真结果表明,这种方法可以有效地消除大Doppler频移的影响,迅速完成扩频码的捕获。     

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.     

基于PMF-FFT改进的捕获方法

在北斗或GPS定位系统中,噪声环境下的快速捕获是信号处理的重要环节。提出了一种基于PMF-FFT改进算法的信号同步捕获方法,可以在硬件资源有限的情况下提高多普勒频偏估计精度,并在不增加FFT点数的条件下减少相关增益存在的损失,该改进算法综合考虑了捕获时间和硬件资源的消耗占比,优化了算法结构。对仿真结果做了分析,结果表明能够有效增加捕获概率,减少捕获时间。