GNSS多径干扰抑制的相关器技术

相关器技术是利用相关器结构或相关函数的处理来抑制多径干扰或补偿多径误差的技术,广泛应用于全球导航卫星系统(GNSS)接收机的干扰抑制,主要包括窄相关技术、Strobe相关器、Shaping相关器、MET技术、多径不变点技术以及MEDLL技术。探讨了它们抑制多径干扰的原理和实现方式,分析了剩余跟踪误差情况,总结了相关技术的应用和发展现状。     

智能天线技术的抗多径干扰性能分析

讨论了应用于第三代移动通信系统的智能天线技术 ,分析了多径条件下信号传播的特点 ,在利用累积分布函数概念的基础上 ,分析了多用户干扰及多径衰落条件下智能天线的性能。     

5G/GNSS融合系统定位精度仿真分析

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)在室内或室内外交界处等多径干扰的复杂环境下伪距测量精度不高,定位精度不佳,甚至无法定位.第5代通信系统(5G)是我国目前大力发展的移动通信系统,其特征在于基站密度高,室内外覆盖性强,通信带宽大,因此具备精确测量基站与用户终端相对距离的潜力.融合5G与GNSS信号进行定位,可有效解决GNSS覆盖性不足、城市峡谷定位精度低等问题.本文通过对不同场景下的多径干扰进行定量分析,使用蒙特卡洛仿真的方法论证了几种典型的多径干扰条件下5G/GNSS融合系统的水平定位性能上下限.仿真结果表明,在室内或室内外交界处等多径干扰严重的环境下,室内布设足够的5G基站并融合5G带内资源后可以使定位精度达到亚米级.     

基于Karhunen-Loeve变换的GPS弱射频干扰检测

干扰是无线电通信系统最大的威胁之一,干扰检测对于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号非常重要。为了检测GPS(Global Positioning System)信号中射频干扰,文章提出了一种新型的基于Karhunen-Loeve变换(KLT)射频干扰(RFI)的检测算法。通过GPS信号模拟器生成GPS L1信号,并在射频前端叠加射频干扰;再利用KLT对其数字中频信号进行分析和处理,得到相关矩阵(Toeplitz矩阵)的特征值,通过特征值重建干扰信号。经过仿真验证,该算法能够成功地检测出干扰信号,包括微弱的干扰信号。     

基于双天线联合的GNSS信号抗旋转跟踪算法

信号遮挡是全球导航卫星系统(GNSS)应用于自旋载体定位的主要难点之一.天线的非全向覆盖特性致使基于幅值慢变假设的常规信号跟踪算法失效.该文提出一种基于双天线联合的GNSS信号抗旋转跟踪算法,使被遮挡天线通道能够依据可视天线通道调整参数,以保证信号复现时环路不致失锁.通过联合处理双天线通道观测量,实现数据比特的差分解调...     

OFDM技术简介

OFDM含义是正交频分复用技术,它采用一种不连续的多音调技术,将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号,从而完成信号传送。OFDM系统具有频谱利用率高、抗多径干扰等特点,能够有效地抵抗无线信道带来的影响,包括信道的频率选择性衰落、脉冲噪声和共信道干扰的影响。OFDM还易于结合空时编码、分集、干扰(包括ISI和ICI)抑制以及智能天线等技术,最大限度地提高物理层信息传输的可靠性。     

基于GNSS信号的多孔径无源成像

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号的无源成像技术具有多种突出优点,但GNSS信号带宽较窄的缺点导致系统距离向分辨率较低。文章以波数域回波与空域目标像之间的傅里叶变换关系为出发点,通过分析回波在波数域的分布特征与信号频率、收发站布站构型之间的内在联系,寻求带宽和孔径对成像分辨率贡献的互补途径,从而建立一种基于GNSS多星照射、少数甚至单个地面站接收的对地成像方案;该方案利用多颗GNSS卫星的轨道互异特征,扩展系统的孔径数量,弥补现有GNSS信号带宽普遍较窄的不足,从而提高成像分辨率;针对GNSS多孔径无源系统波数域数据大、面积缺失的特点,选用鲁棒性和稳健性较强的逐点匹配滤波方法进行图像反演,最后通过数值仿真实验验证成像方案。     

高阶矩的衰落信道中OFDM信号检测算法

正交频分复用是一种具有很强抗多径干扰、码间干扰和窄带干扰以及很高频谱利用率的高效数据传输技术,已经得到广泛的应用;OFDM信号的自动识别和调制参数的估计是非协作通信和认知无线电中的关键问题。以基于高阶累计量的正交频分复用(OFDM)信号检测算法为研究对象,针对衰落信道将影响信号高阶统计特性的问题,提出一种适用于衰落信道环境中的基于高阶矩的OFDM信号检测算法,用以区别多载波信号(OFDM)与单载波信号(MFSK,MQAM);并通过数学推导和仿真数据验证了所提算法的可行性和衰落信号适应能力。     

改进空时分组编码算法在OFDM通信系统中的应用

提出了一种将改进的新型空时分组码与OFDM系统相结合的方法,使系统获得的最大分集增益为收发天线总数与频率衰落多径数的乘积,大大减小了对抗频率选择性衰落和窄带干扰。仿真结果显示,该系统的性能明显优于OFDM系统,随着接收天线数目的增加,系统的性能得到进一步改善。     

MIMO阵元方向性对系统性能影响研究

在考虑空间衰落相关性(SFC)的同时引入天线单元方向性,研究基于统计信道模型的终端MIMO多天线模型及性能评估方法.在Kronecker的MIMO信道建模中应用终端波达信号方位角功率谱(APS)模型.利用此MIMO信道模型概念,分析在统计衰落信道中MIMO阵元方向性对系统性能影响,包括对空间衰落相关系数、MIMO多径信道容量和误码率(BER)的影响.仿真和优化结果表明:终端MIMO多天线模型中阵元方向性对系统性能影响显著,合理安排阵元波束方向可增加约10%多径信道容量并明显减小误码率.     

机载导航设备中基于自适应对消的DME脉冲干扰抑制方法

GPSL5信号作为GSP现代化的一部分,是专为民用航空而设置的,它与我国北斗星导航系统所用的B2a信号共用同一频段,共同组成未来的全球导航卫星系统(GNSS).L5信号面临已有航空无线电设备的干扰,其中测距仪设备(DME)对GPS L5和B2a信号所在频段造成了不可忽视的脉冲干扰.提出一种基于自适应对消的DME干扰抑制方法,充分利用机载DME天线所接收到的信息,对机载GPS接收机中的DME干扰进行估计和重构,进而进行抑制,避免了传统方法造成的数据损失问题.     

MIMO-OFDM系统中的空时码编码技术

正交频分复用是一种高效的多载波调制技术,可以用来对抗无线环境中的多径衰落,减少码间干扰。空时编码是一种发射分集技术。该文主要研究了基于多天线正交频分复用的空时分组码和空频分组码的系统结构以及编译码方法。仿真结果表明,将空时编码技术与多天线正交频分复用技术相结合能非常有效地抵抗频率选择性随机衰落。     

全频段多系统全球导航卫星系统数据采集系统的设计与实现

基于FPGA设计实现了一种全频段多系统全球导航卫星系统(global navigation sattellite system,GNSS)数据采集系统。该系统由宽带天线、宽带射频前端、A/D转换模块、下变频模块、滤波器模块、数据存储模块等构成,可以实现四大导航系统的全频段覆盖,具有并行数据采集通道多、采样速率高、可灵活配置等特点,能够满足全频段多系统软件接收机的各种处理需求。对GALILEO在轨卫星实际数据的测试结果验证了数据采集系统的正确性。该数据采集系统可用于GNSS全频模拟信号源的验证以及在轨导航卫星信号的质量监测。     

基于SoC的GNSS接收机多系统兼容技术研究

分析了GPS,GLONASS,BD,Galileo多系统兼容的意义、可行性和关键问题,提出了基于SoC的GNSS接收机多系统兼容方法,通过中频采样技术、扩展时频二维展开的微弱信号快速捕获技术及基于存储码技术的相关通道、基于SoC的信号处理等方法,解决多系统在采样、捕获、跟踪、处理等方面的兼容问题;前端配备兼容型天线和射频,实现了多卫星导航系统兼容;并给出了基于SoC的GNSS接收机多系统兼容的实现结构及处理流程,搭建验证系统,实现了对各导航信号的兼容跟踪.     

一种结合空时编码的MC-DS-CDMA方法

空时编码技术通过空间和时间分集接收能有效增加信道容量。多载波直接扩频序列码分多址 (DS- CDMA)技术将一个宽带频率选择性信道划分成多个频率非选择性子载波 ,在子载波上并行发送信号 ,能有效地抑制信道的多径衰落。该文将空时编码技术和多载波通信相结合 ,设计了一种新颖的基于多发射天线的 MC- DS- CDMA方法。与传统的方法相比 ,该方法有效地利用了空间分集技术 ,从而降低数据传输的错误 ,提高信道容量。仿真实验结果表明 ,这种新系统的性能优于传统的 MC- DS- CDMA方法。     

基于边长约束网平差的微型GNSS阵列高精度定位方法

针对目前全球导航卫星系统(GNSS)动态观测中存在短时间内难以得到较为精确坐标的现象,提出由相距极短的GNSS天线\接收机组成且空间分布已知的微型GNSS阵列定位的方法.载波相位双差观测可以消除载波信号中的接收机钟差和卫星钟钟差,对流层延迟误差、电离层延迟误差、卫星星历误差经过双差观测后也可以忽略不计,从而得到高精度的...     

GNSS-R海面测高技术的国内外研究及未来展望

随着全球导航卫星系统(GNSS)的飞速发展,利用导航卫星反射信号的GNSS-R技术的应用越来越广泛。本文介绍了GNSS-R技术进行海面高度测量的国内外研究,并且阐述了基于GNSS-R技术的3种海面测高方法,分别为载波相位法、码相位法和信噪比(SNR)法。最后,提出GNSS-R海面测高技术的未来展望。     

一种适用于GEO卫星的多径误差抑制方法

针对地球静止轨道(GEO)卫星的多径效应严重影响卫星导航系统监测站业务,且多径误差的起伏变化时快时慢,及在慢变时段内多径误差保持偏移,使现有多径抑制方法的性能明显下降等问题,提出一种加权多径误差修正方法.该方法利用多径衰落因子监测、区分多径误差慢变时段和快变时段,并对不同时段的观测量加权平均,从而降低慢变区间对多径误差抑制性能的影响.同时给出了该方法的实时计算方式.仿真与实测结果显示:相比于传统多径抑制方法,该方法能够有效消除GEO卫星多径误差,使多径误差降低10%.     

多径信道下FTN技术的性能分析

超奈奎斯特技术(FTN)通过发送端传输更高速率的非正交信号,在传输时不可避免地引入符号间干扰,因此处理系统中的符号间干扰是一个重要研究课题.在实际通信场景中,经常会存在多径衰落.FTN技术在多径信道中会面临更大的挑战,除了自身波形之间的干扰外,还有多径造成的干扰.文中研究了 FTN技术在时域多径信道下的性能,推导了多径...     

基于相空间重构和核主分量的水声信号增强

多径衰落是水声信道的主要特征,利用多径衰落信道具有的混沌行为,提出一种新的抗多径干扰的方法.建立基于混沌相空间的水声信道模型,利用核技巧φ(x)·φ(y)=k(x,y),通过核主分量分析提取相空间数据中累积贡献率达到90%的非线性核主分量,然后利用核主分量逆向投影回原相空间,通过去掉噪声干扰等次分量,提高水声衰落信号的信噪比.基于实测水声数据的仿真实验结果表明,该方法能将chirp水声信号信噪比提高7.76 dB,达到对多径衰落水声信号增强的目的.