极低信噪比环境下的P码二维直接捕获改进算法

针对极低信噪比环境下GPS系统中超长精密测距码(P码)直接捕获的问题,传统的滑动相关法已无法满足P码直接快速捕获的要求,分析了现有常用FFT校频快速捕获技术性能以及FFT运算长度与信号输入信噪比的关系,指出了现有算法的不足,在此基础上提出一种在极低信噪比环境下的码捕获新方法--利用非对称FFT计算和视频积累相结合的 P码直接捕获改进算法,仿真结果表明,即使在-35 dB的极低信噪比情况下,算法也可快速实现P码的直接捕获,最后给出算法的FPGA实测结果,进一步验证了算法的可实现性及有效性.     

用多码元累加择大判决法快速捕获PN码

针对短帧突发模式下,直接序列扩频(DSSS)系统短时间内以高检测概率捕获PN码相位这一矛盾,提出了一种数字匹配滤波器(DMF)非相干PN码快速捕获算法.在传统的择大判决法的基础上,用多码元累加单元取代逗留验证单元,从而不再需要估计信道,并提高了捕获速度.分析了该算法在QPSK-DSSS系统下的捕获性能以及频差、信噪比、扩频比等因素对检测概率的影响,实测结果证明了该算法可以在宽信噪比范围和一定频偏环境下实现PN码的快速捕获.     

一种改进的直扩系统大频偏二次捕获算法

针对卫星通信中低信噪比大频偏信号的精确捕获问题,提出了一种改进的直扩系统二次捕获算法. 算法首先通过基于FFT的码相位并行搜索完成频偏的预估计和补偿,构造一个不含扩频码的准基带信号,然后对此信号采用含有辅助结构的FFT实现频率的精确估计和校正. 仿真结果表明,本文所提算法与传统二次捕获算法相比捕获性能大致相当,资源消耗降低24%,捕获时间减少84%. 给出了不同信噪比和扩频比下关键参数的选取方法,使算法具有较高的实用性.      

改进的双块补零P码直接捕获算法

针对低信噪比和高动态环境下的P码直接捕获问题,本文对传统双块补零算法进行改进,提出一种分段旋转双块补零算法.算法通过分段FFT得到各数据段的频谱;通过频谱的循环移位进行频率斜升和初始频偏补偿,再求出频率补偿后的各段数据与本地伪码的相关值并进行非相干累加;对相关峰峰值进行恒虚警检测和抛物插值.仿真结果表明,本文所提算法与传统双块补零算法相比,检测概率和参数估计精度大致相当,捕获时间降低80%,逻辑运算单元和存储单元分别减少64%和99%.同时给出了不同系统要求下的关键参数选取方法,使算法具有较高的实用性.      

一种新的直序列长伪码捕获方案

针对长序列伪码捕获的特点要求,对传统的序列估计伪码捕获方法进行改进,提出了差分序列估计伪码捕获算法和FFT频率校正技术相结合的方法作为长伪码的捕获方案,对其工作原理进行了分析和理论推导.仿真结果表明,在高斯白噪声的情况下,该方法在捕获长序列伪码时的性能与传统的序列估计法相比较,在较低信噪比的情况下有较大提高,并能适应10 kHz范围的多普勒频移环境.     

多普勒频移修正下的快速伪码捕获技术的实现

快速准确地实现伪码捕获是扩频通信研究的关键。在实际应用中,通常会存在噪声干扰和多普勒效应的影响,导致捕获难度变大。传统的串行捕获或并行捕获法存在捕获时间长、低信噪比环境下难以实现捕获或难以克服多普勒效应的影响等。详细研究了多普勒频移对伪码捕获的影响,利用FFT的算法进行伪码捕获,并对多普勒频移进行修正,通过仿真,证明了此种方法可以在低信噪比和较大多普勒效应下准确地实现伪码的快速捕获。     

一种基于序列最大似然的多进制扩频捕获算法

针对多进制扩频系统的伪码捕获问题,通过分析多进制最小频移键控(MSK)正交扩频调制信号的组成规律,提出一种适合MSK调制系统的快速捕获算法.该方法将似然函数的计算分成两部分,分别用两个匹配滤波器实现,得到的似然函数计算单元实现结构简单,适合现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现.后级的多码元累加结构可提高系统低信噪比下的捕获性能.分析了该算法在MSK调制的多进制正交扩频系统中的捕获性能以及频差、信噪比等因素对检测概率的影响.仿真实验结果和性能推导验证了该方法的可行性.     

弱信号P码直捕方法研究

提出了一种新的基于快速傅里叶变换(FFT)的P码直捕方法,并采用TS201对其进行了具体实现.该方法采用时间分格将大的P码时间不确定度分割成若干小的时间分格,并配合外部存储器的使用,有效减少了直捕过程中FFT的次数,并且可实现各种灵活的捕获策略.分析了低信噪比下非相参积累后的捕获概率及虚警概率,提出了基于两次检测的"A+B"检测方法,既保证了检测性能,又降低了捕获时间.性能分析结果显示,该方法能够在60 s内完成捕获信噪比为-32 dB,时间不确定度为±1 s的P码直捕.     

基于LDPC码约束条件的编码辅助帧同步算法

利用LDPC码的编码约束条件,提出了一种LDPC码辅助的帧同步算法.这种帧同步算法不需要插入任何导频符号,分别通过计算LDPC译码前和译码后校验方程满足的比例,对数据帧的起始位置进行有效捕获和跟踪.仿真结果表明,基于LDPC码约束条件的帧同步捕获算法在较高信噪比下可以获得很好的捕获性能;基于LDPC码辅助的帧同步跟踪算法,其对帧起始位置的跟踪性能明显优于基于LDPC码约束条件和基于导频符号的帧同步算法.      

PMF-FFT 算法的多普勒频偏估计精度研究

针对PMF-FFT伪码捕获算法在高动态环境下出现的扇贝损失和多普勒频偏估计精度不足的问题,通过对PMF-FFT捕获算法的分析,提出PMF-FFT和Sin C函数内插相结合的捕获算法。通过Sin C函数插值对FFT后的功率谱最大值进行校正,提高最大幅值,得到了更为精确的多普勒频偏。最后通过计算机仿真验证了该方法的可行性。理论分析和仿真结果表明,在PMF积分时间长度相同时,所提算法能够在较低信噪比下减小FFT输出后的峰值衰减,减小频谱泄漏,提高多普勒频率的估算精度,精度较原算法提高了20 d B左右。     

正交频分复用子载波间干扰抵消的迭代算法

为了解决正交频分复用(OFDM)中由频率偏移和D opp ler扩展带来的载波间干扰问题,结合T urbo信道编码软输入软输出信息,提出一种用于载波间干扰抵消的匹配迭代算法。该算法利用信道译码输出软信息来当作信息比特的先验信息,从而根据子载波间干扰矩阵来消除对其他载波点上的干扰分量,经过若干次迭代来达到性能优化。与传统的子载波干扰自消除、频域抽头滤波算法以及简单的匹配算法比较,其结果可以消除误码平台;与整体频域均衡算法比较,可以在避免求大型矩阵逆的复杂算法上获得更好的性能优势。     

基于信噪比的自适应门限判决PN码捕获算法

现有的自适应门限判决PN码捕获方法在低信噪比条件下的检测概率较低.针对这一问题,文中提出一种考虑噪声功率的改进算法.该算法首先通过参数设置对基于信噪比的门限进行调整,然后利用中值滤波平滑门限波形,减少了由于起伏波动引起的错误捕获,最后通过限幅滤波降低因毛刺造成的虚警概率.理论分析以及蒙特卡罗仿真表明,改进算法较现有算法能够获得更高的检测概率和更低的虚警概率,同时对窄带干扰有较强的抑制能力.     

伽利略E1-BOC信号的改进捕获算法及性能分析

在时域并行FFT捕获算法的基础上,采用在频率搜索维上基于能量搜索的策略对伽利略E1-Boc信号的捕获进行了仿真和实验分析.在伽利略仿真信号的码延迟时间为1.8 ms,多普勒频移为600 Hz,导航电文调制速率为250 bit/s,数值为±1的情况下分别从捕获率、ROC操作特性曲线以及计算复杂性3方面对能量捕获算法性能进行了验证,并与AV, Zero-Padding两种算法进行了比较.结果表明,能量捕获算法在载噪比为32 dB/Hz的室内微弱信号环境下,捕获率能达到90%,且ROC操作特性曲线和计算复杂性等综合性能均优于AV,Zero-Padding两种算法,适用于数据跳变发生频繁的微弱伽利略E1-BOC信号的捕获.     

P—SCDMA系统扩频序列的捕捉方案及理论分析

提出了包交换同步码分多址P-SCDMA（Packet-Switch-Synchronous Code Division Multiple Access)系统的扩频序列的捕捉方案，该方案采用I-Q匹配滤波器实现扩频码的同步，并从理论上对捕捉方案进行了分析，得出了系统捕捉总概率和捕捉时间低限。仿真结果表明最坏分布情况下，捕捉时间对单元捕捉概率敏感程度较均匀分布情况下大；均匀分布情况下的最终捕捉概率较最坏分布情况下大。I-Q匹配滤波器捕捉结构的分析同样适用于其他直接扩频通信系统，比如IS-95。     

基于信噪比控制的自适应伪码捕获算法

针对复杂电磁环境下接收信噪比随机变化的特点,提出了一种基于信噪比控制的自适应伪码捕获算法,减少了捕获时间,降低了虚警概率。在分析滑动相关捕获法的性能基础上,构建了滑动相关伪码捕获的自适应结构,实现了在接收信噪比控制下积分时间和门限值的设置,研究了上述参数对捕获性能的影响,仿真结果表明:根据积分时间不同,在SNR>-3 dB时,平均捕获时间最大可以减少50％,在SNR<-7 dB时虚警概率下降5％～35％,满足信噪比变化情况下对捕获性能的设计需求。