GPS信号捕获算法Matlab/Simulink仿真

为了评价GPS信号并行码相位捕获算法、并行频率捕获算法、线性捕获算法3种常见捕获算法捕获性能的优劣,采用Matlab/Simulink工具对其捕获效果进行仿真分析。首先理论分析三种捕获算法的优劣,再用Simulink模拟信号源,M文件实现捕获过程的方式,并以捕获时间作为标准,得出并行码相位捕获所用时间最短,并行频率捕获时间相对较长,线性捕获最慢的结果。这些算法的仿真实现和捕获性能的比较,对接收终端捕获模块的研发工作具有一定的参考与指导作用。     

级联FFT伪码捕获算法的研究与改进

新一代卫星导航信号体制采用的复合扩频码信号,给信号的捕获带来不利影响。本文深入研究了用于复合扩频码捕获的级联FFT伪码捕获算法,首次推导出算法的数学原理,为算法提供了理论依据。依据算法的数学原理,定量分析了载波多普勒和码多普勒对算法捕获性能的影响。载波多普勒的影响是两级多普勒补偿后的剩余多普勒共同作用的结果,码多普勒将导致算法在弱信号条件下的捕获失效。根据码多普勒的产生机理,结合算法的特点,提出分段码多普勒补偿改进算法,减小捕获性能损失,增加捕获时的能量累加时间。最后对分析结果进行仿真验证,仿真结果表明,算法的性能损失与理论分析结果相互吻合,改进算法能有效性的减小码多普勒影响,实现对微弱导航信号的捕获。      

GLONASS卫星信号捕获研究

介绍了GLONASS卫星信号的组成和特点,分析了卫星导航接收机对卫星信号捕获的串行搜索算法,并介绍了基于快速傅里叶变换的并行频率和并行码相位捕获算法原理。对3种捕获算法的复杂度和捕获效率进行了对比分析,理论结果表明,并行码相位捕获算法效果较好。利用Matlab软件模拟产生GLONASS中频信号,对3种捕获算法进行了仿真验证。实验结果表明,在-25 dB的信噪比下,3种算法均能对1 ms卫星信号进行捕获,并行码相位捕获算法效率最高,与理论结果一致。     

GPS接收机捕获算法的研究

信号捕获是全球定位系统(global positioning syetem,GPS)接收机的关键技术,本文对GPS中的串行、匹配滤波和并行伪码相位三种捕获算法进行了理论分析,同时针对捕获算法的捕获时间、捕获运算量、占用资源以及捕获结果进行了对比分析和仿真验证。仿真分析表明:三种捕获算法均能有效捕获GPS信号,它们各有优缺点但并行伪码相位捕获方案更适合大规模推广,使用价值高。     

正交通道中码分干扰对载波捕获的影响分析及研究

在多功能数字基带的信号处理过程中，由于正交通道的码分干扰较大，传统的FFT算法无法进行载波捕获。文中从理论上分析了正交通道中扩频码对FFT算法的影响，并进行了仿真分析，最后提出双向搜索捕获算法和增加平方算法两种方法在消除码分干扰中的应用。双向搜索捕获算法在完成码捕获的同时能获得多普勒频率；增加平方算法能有效消除码分多址的影响，精确计算多普勒频率，简单实用。实验结果表明，两种消除码分干扰的算法各有优点，在实际工程应用中可根据需要选择使用。     

一种简单快速的GPS信号捕获方法

结合一般的GPS信号捕获算法,提出了一种更为简单快速的GPS信号捕获方法。此方法在1 023个码片时间约1 ms,可以完成一颗卫星在一个多普勒频移下的全码捕获检测。FPGA仿真表明,与传统的捕获方法相比,所提方法减少了资源消耗与时间消耗,同时保证了能在一个C/A码周期内获取一个多普勒频移下的C/A码相位,捕获更简单快速。     

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。     

直扩接收机的伪码二维捕获改进算法

传统的伪码捕获算法已经无法满足伪码的快速捕获的要求,为了降低伪码的捕获时间,在伪码二维捕获的基础上提出一种伪码二维捕获改进算法,该算法包括两级捕获,第一级捕获增大伪码时延和多普勒频差步进量,大范围搜索时延和频差;第二级捕获缩小伪码时延和多普勒频差步进量,小范围搜索时延和频差。理论分析和仿真结果表明,提出的伪码二维捕获改进算法相比伪码二维捕获算法,捕获时间缩短为原来的一半,捕获到的伪码时延和多普勒频率的性能有所改善。     

一种基于二维细化的自适应信号捕获算法

该文针对低信噪比(SNR)情况下信号捕获精度较低的问题提出一种基于伪码相位和载波频率的2维细化自适应捕获算法,该算法根据信号强度自适应调整频率步进值和捕获门限,首先对伪码相位和载波频率进行粗捕,在此基础上对捕获到的伪码相位方格和载波频率方格进行细化,再对伪码相位和载波频率进行细捕以提高捕获精度。该文对算法进行了理论分析和仿真验证,结果表明,该算法能提高捕获的伪码相位分辨率和载波频率分辨率,有效提高检测概率,适用于低信噪比和高精度要求下的信号快速捕获。     

伪码同步技术研究及其FPGA实现

针对扩频通信系统中的伪码同步问题,分析了基于匹配滤波捕获跟踪算法的伪码数字化同步方案.围绕匹配滤波捕获算法的原理和仿真,对伪码捕获跟踪同步算法在FPGA中的具体实现进行了研究.实验结果表明,该同步算法在FPGA上实现简练,性能稳定,能很好满足通信系统对速度和精度的要求.     

一种适合于非相干直扩信号捕获的方法

介绍了非相干直接序列扩频的基本概念,并建立了非相干直接序列扩频信号基带传输模型;在此基础上研究了直接序列扩频中捕获的难点,并提出一种基于后相关滤波和功率检测的捕获方法;最后,根据工程需要对系统进行了简化。仿真结果表明提出的捕获方法是适合非相干直接序列扩频的,且性能接近相干直接序列扩频。     

高动态直扩信号快捕设计与FPGA实现

为了解决高动态直扩信号捕获速度与资源消耗的矛盾,分析了部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(PMF-FFT)的捕获性能。针对PMF-FFT捕获范围有限且占用硬件资源过多的问题,采用递归折叠匹配滤波器代替常规匹配滤波器的方法大大节省了硬件资源,并行FFT保证了其捕获速度,同时采用扫频方法成倍增加了频偏捕获范围。给出了该方法的FPGA设计结构与实现结果,验证了该方法的有效性。与FFT循环卷积方法相比,在频偏捕获范围一定的前提下,所提方法捕获速度快,占用资源较少,非常适合高动态直扩信号的快速捕获。     

一种改进的DSSS系统的码捕获技术

针对低信噪比条件下直接序列扩频(DSSS)系统的码捕获问题,提出了差分非相干累加的PN码捕获技术。研究了差分相干与差分非相干码捕获技术的工作性能,仿真结果表明,差分非相干码捕获技术具有更强的抗载波频偏能力。在此基础上,克服调制数据对码捕获的影响,提出了一种改进的差分非相干码捕获技术,即差分非相干累加的码捕获技术。仿真研究证明了差分非相干累加码捕获技术比差分非相干码捕获技术有4 dB的改善,其更能适应低信噪比条件工作。     

扩频体制低轨卫星通信信号捕获与跟踪系统设计

针对扩频体制下低轨卫星信号的捕获及跟踪等系统设计实现问题,根据卫星信号模型进行了捕获及跟踪算法设计,重点对基于快速傅里叶变换的快速捕获算法、锁频环、锁相环和码跟踪环路进行了设计,并进行了工程系统实现。试验验证表明,该系统可以实现码分多址体制低轨卫星信号捕获、跟踪处理,工作性能参数满足系统需求。     

基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获

DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)扩频信号捕获相对直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)需要更多维度的搜索,捕获电路复杂。针对现有DS/FH扩频信号捕获算法复杂度高、电路结构与波形参数强相关,以及通用性差、灵活度低的问题,提出了一种基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获方法,利用双缓冲补零(Double Block Zero Padding,DBZP)缓冲单元与预解跳单元的灵巧结合,将时域-频域-多普勒域高度耦合的扩跳频图案搜索进行降维分离,在保证积分增益的同时降低了捕获实现的复杂度。数值分析与仿真结果表明,所提方法兼顾了捕获性能与运算资源,相比现有基于预解跳方法的DS/FH扩频信号捕获算法的运算量减小了50%。     

DSSS滑动相关捕获算法改进及性能分析

提出一种减小直接序列扩频(DSSS)接收机信号捕获时间的改进方法.在传统滑动相关捕获算法基础上,增加一条参考支路,使相关曲线出现正负双峰值.利用双峰设置正负门限,形成二次判决,在不增加系统复杂度的基础上,减小了虚警概率,减少了平均捕获时间.计算机仿真证明了该方法的有效性.实验数据表明该方法在低信噪比下效果更加明显.     

A low-power digital matched filter for direct-sequencespread-spectrum signal acquisition

This paper presents a low-power 128-tap dual-channel direct-sequence spread-spectrum (DSSS) digital matched-filter chip. Design techniques used to reduce the power consumption of the system include latch-based register file filter structure, a high-rate compression scheme, optimized compressor cells, and semicustom layout design. To further reduce the power consumption and the hardware requirement of the clock tree, a double-edge-triggered clocking scheme is adopted. The proposed chip is fabricated using a 0.8-μm standard CMOS process. As the experimental results of the chip indicate, the matched filter can operate at 50 MHz and dissipates 184 mW at 5-V supply voltage. The supply voltage can be scaled down to 2 V for lower speed applications. As a consequence, the proposed design has low power consumption and can be used for code acquisition of DSSS signals in portable systems     

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。     

一种直扩系统中伪码的二维捕获方法

针对直接序列扩频（DSSS）通信系统中,在低信噪比环境下,由于多普勒频移或振荡器不稳定存在频差的伪随机序列（伪码）捕获问题,提出了一种捕获方法。该方法利用并行频率搜索的方法对频差进行补偿,基于快速傅里叶变换（FFT）进行伪码相位搜索,利用非相干累加来解决低信噪比问题。对原理进行了分析,对方法进行了蒙特卡罗仿真,结果表明,在信噪比达-30dB条件下,该方法有较高的检测概率。     

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。