一种改进的低信噪比GPS信号捕获算法

为解决传统非相干累加算法难以克服的数据比特反转与平方损失问题,针对低信噪比GPS信号C/A码捕获,研究一种基于相干结果差分共轭乘累加的检测统计方法,实现了相干累加时间的延拓与增益的提高.仿真实验结果表明:在同等条件下捕获-175 dBW信号时,该算法性能明显优于非相干累加算法,可获得约2 dB增益.     

基于PCF重构的北斗B1C信号无模糊捕获算法

针对B1C信号自相关函数存在多峰性会导致基带信号处理过程中存在模糊性问题，提出一种基于伪相关函数(pseudo-correlation function, PCF)重构的无模糊捕获算法，对互相关函数进行重构消除副峰并提高主峰峰值，将B1C信号的数据和导频分量进行联合捕获提高捕获灵敏度，同时引入降采样和FFT并行捕获策略降低计算复杂度.仿真结果分析表明：改进算法可以实现B1C信号捕获，改进算法在提高主峰的同时，完全消除了副峰，实现了B1C信号捕获的无模糊性.其捕获时间相比其他算法缩短近1/2,在信噪比高于13 dB时，主峰比例均值趋于稳定，最高相比Filtered法提高67.74%,在捕获概率为0.9时联合捕获载噪比低于导频单通道捕获1.8 dB·Hz,并在较低载噪比情况下较其他算法具有更好的适应能力.     

“北斗二号”B2频段信号直接多普勒频移估计

为了实现卫星信号的快速捕获,考虑到"北斗二号"B2频段采用的AltBOC(15,10)调制方式由两路QPSK组成,每一路QPSK都包含数据通道和与其正交的导频通道两部分,导频通道没有数据调制,因此可以通过对周期数据进行累加提高信号的信噪比来进行检测.为此采用了基于FFT的"频率补偿和同步块累加"的方法直接确定信号的多普勒频移,同时为了减小搜索空间提出了双数据块的方法,在不改变频率敏感性的前提下,使速度加倍.仿真结果表明,虽然双数据块累加造成了一定的幅值损失,当信噪比为-24 dB时,20ms的数据可以有效完成多普勒频移的估计.     

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.     

一种含导频GNSS信号的通道组合捕获检测量的设计与优化

新体制导航信号中大多含有导频通道,通过对含导频信号的组合捕获检测量的分析,证明导频与数据通道的相干组合检测量是非相干组合检测量和差分组合检测量的一种二次组合形式;设计一种通用的组合捕获检测量;利用分段相关-视频积累的优化方法,建立该检测量的二维优化模型,并给出相应的优化方法,得出最优设计参数随信号载噪比、多普勒容限及导频功率系数的变化规律。     

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.     

基于PCO+FFT的B1C导航信号捕获算法

为了对采用BOC调制的B1C导航信号进行捕获,提出了基于PCO+FFT的导航信号捕获算法。首先,在深入分析B1C信号特点的基础上,对分段长度和FFT点数进行选择;其次,从相干积分增益、非相关积分增益、多普勒测频范围与测频分辨率、检测概率等几个方面对该算法进行了深入地推导;再次,给出基于新算法的FPGA实现方案;最后,通过仿真验证算法的有效性。在FPGA硬件平台上进行实测的结果显示了方案的正确性。将副载波剥离的方式以及基于状态机的控制核心的实现思路可为导航信号捕获算法的改进提供参考。     

一种新型的超宽带同步捕获方案设计

基于非相干能量检测接收系统并结合传统的相干接收的滑动相关搜索思想与数据导频辅助方法,提出了三路串并行结合导频辅助的同步捕获方案.首先,在基带电路利用一路可控积分器,并采用步长搜索来获取系统的同步时钟.然后,通过对其他两路积分器进行同步搜索,来获取细同步信号和定位信息.给出了该同步方案的工作流程和关键模块,并进行时序仿真与波形分析.     

基于FFT的高数据率低信噪比下的长码直捕算法

在伪码测距系统中,高信息速率的长码直扩技术可提高通信性能、改善测距精度,但与此同时弱信号的长码捕获存在巨大挑战.为此,提出一种基于FFT技术的长码直捕改进算法,主要包括非连续式码相位搜索和并行载波多普勒搜索策略、基于位同步的全比特相干积累算法和基于频率补偿的时频二维约束Tong判决算法.理论分析和仿真结果均表明,该直捕算法不仅能降低资源消耗、缩短捕获时间、大幅度降低虚警概率,还能消除能量累加时由于比特翻转所带来的影响.所提出的算法可实现虚警概率低于10-6,检测概率大于99.5%,捕获时间小于5 s的盲捕性能.      

GNSS-R接收机信号捕获算法设计

在GNSS—R接收机的信号处理过程中,由于卫星和接收机之间的相对运动会产生较大的多普勒频移,同时大多数情况下接收机只能接收到比较弱的信号。而针对信号的这些特点,提出了一种对信号进行捕获的设计方法。用快速傅立叶变换(FFT)捕获算法将接收信号和本地再生伪码在时域的相关计算转换成频域的相乘计算,从而大大减少捕获时间,并用非相干积累的方法提高系统对于信号的捕获能力。同时,在这些计算完成之后,通过使用搜索检测器来保证在捕获概率变化较小的情况下,降低总的虚警概率。