基于软件接收机的GPS信号快速捕获算法

针对GPS信号C/A码的捕获,利用多项式拟合估计多普勒频率偏移值,减少了频率搜索范围;将直接求相关值和利用FFT/IFFT变换的算法相结合,用于确定C/A码相位。且在信号处理上利用抽取避免重复采样。仿真结果表明,该算法在同等的定位精度要求下,降低了计算复杂度,提高了C/A码的捕获速度。     

部分相关与功率谱相结合的伪码快捕算法

针对极微弱动态长周期伪码直接序列扩频信号的捕获问题,提出了利用部分相关和功率谱相结合的方法,进行伪码相位延时/多普勒频偏的快速二维并行搜索.通过部分相关,得到反映多普勒频偏的正弦信号,在低信噪比下,通过功率谱累积平均达到检测微弱信号的目的.该捕获方法在捕获到同步长周期伪码的同时,也得到了多普勒频偏值的近似值.给出了基于该算法的信号模型、捕获方案及性能分析,并在此基础上分析了FFT点数、加窗函数及累积次数对捕获性能的影响.在理论分析的前提下,通过计算机仿真验证了该方法有良好的捕获效果.     

基于部分相关和全相位预处理的伪码快速捕获方法*

针对高动态长周期直接序列扩频信号的快速捕获问题,提出了利用部分相关和全相位预处理相结合的方法。对部分相关得到带有多普勒频偏的正弦信号进行全相位预处理,再经过FFT得到全相位幅值谱,检测到其累加平均后的最大值,就能得到较准确多普勒频偏。通过理论分析和计算机仿真,该算法可以在很低的信噪比下完成伪码的捕获,同时能得到较精确的多普勒频偏值。     

高动态非线性调频直扩信号的伪码快捕算法

针对高动态非线性调频直接扩频(NLFM-DSS,nonlinear frequency modulation direct spread spectrum)信号伪码捕获的问题,提出一种基于离散多项式相位变换(DPT)的NLFM-DSS信号伪码快捕算法.首先通过瞬态矩确定信号的阶数,并将信号降阶成带残余频偏的直扩信号.然后采用PMF-FFT与功率谱相结合的方法实现伪码快速捕获.给出了基于该算法的信号模型和理论分析表达式,并通过计算机仿真验证了该方法的可行性,在扩频增益为1023时,利用功率谱非相关累积30次,可在信噪比为-20 dB时捕获到伪码.     

GPS信号C/A码快速精密捕获技术研究

提出了一种基于平均相关技术的快速精密的GPS信号C/A码捕获方案,该方案将接收到的中频信号和本地复制C/A码以高采样频率进行采样,然后通过对它们进行平均处理后以1 024点的FFT处理器计算相关能量值。与不经过平均处理的基于FFT的码捕获方案相比,该方案的运算复杂度约为1/22,可实现快速捕获的目的;与捕获精度为半个码片的常用码捕获方案相比,该方案的捕获灵敏度理论上提高约2.2 dB。最后通过仿真验证了该方案的可行性。     

一种基于比特量化的GPS并行码捕获算法

针对GPS L1信号的软件接收机(SDR)的快速捕获问题,设计了GPS信号并行码相位搜索捕获的优化算法.首先分析了FFT并行码相位搜索捕获的理论模型,由本地C/A码功率谱频谱分布特点,使用前半频域范围内的信息,进行算法的初步优化;在此基础上采用比特量化方法量化数据信号,使单个计算机储存单元存储多路二进制量化数据,实现对多路数据的并行处理.实验证明改进的并行码相位搜索捕获算法极大地提高了捕获速度,是改进前的5倍,尽管有较少信号强度的衰减,但不影响捕获的正确性,实现了GPS信号的快速捕获.     

GPS中P码序列捕获处理器的设计与实现

为了保证扩频信号具有更高的扩频增益、更强的抗模仿和抗欺骗能力,必须实现P码的直接捕获。序列捕获处理器利用本地码发生器产生本地伪码序列,利用本地伪码控制策略,通过对本地伪码的不断调整、偏移,实现对接收信号中P码信号直接、快速的相关捕获。在实验室环境下对序列捕获处理器进行测试,结果表明序列捕获处理器可以有效捕获GPS P码信号。     

多径环境下直扩信号PN码捕获性能分析*

针对多径环境下极微弱动态长周期伪码直扩(DS-SS)信号的捕获问题,拓展了单径环境下基于部分相关值与功率谱累积平均相结合的捕获算法,提出了多径环境下直扩信号的伪码捕获算法。该算法通过部分相关,得到了反映多普勒频偏的正弦信号,然后将部分相关值的功率谱累积平均,从而达到在多径环境下检测微弱信号的目的。给出了基于该算法的多径直扩信号模型,分析了该算法在多径环境下的捕获性能,通过计算机仿真验证了多径环境下该算法的可行性,并对比了多径和单径环境下的捕获效果。     

低压电力线载波扩频算法

基于扩频通信技术的低压电力线通信．技术的难点在于接收端捕获码元的准确率的提高,研究直接序列的扩频技术在低压电力线通信中的应用。着重研究接收机的搜捕、载波恢复以及同步算法,提出一种基于查表方法的快速搜捕载波频率和伪码相位的计算方法．此算法是利用PN序列尖锐的自相关特性。通过中频接收信号与本地匹配滤波器的循环相关完成码元捕获。该算法不但能快速地实现对载波和伪码搜捕、同步,而且误差小抗干扰性强,计算量少易于实现。仿真分析和实践验证该改进算法的可行性和有效性,并分析误码率。该算法可以应用于我国现有的低压电力线上实现大容量数据的通信。     

北斗B3I信号捕获方法的研究与实现

针对北斗导航系统B3 I频段信号捕获计算量大、速度慢的难题,提出具有码相位检测和频偏估计的自适应捕获方法.利用本地伪码检测接收序列码相位,采用扫频方法进行频偏估计.扫频过程中自适应改变本地伪码编号,累加时长和扫频步长,从而帮助终端优先捕获信噪比高的卫星信号.理论分析和仿真表明,该方法在信噪比大于-25 dB时只需7次扫频即可达到100％的捕获概率.信噪比在-40 dB至-25 dB之间时,累加时长自适应增大,捕获概率仍然维持在100％.总之,该算法总是以最小计算量尝试捕获质量最优信号,恶劣环境下仍能可靠捕获,符合导航终端信号搜索要求.     

低速率矿山透地通信扩频信号的快速捕获方法研究

针对弹性波透地通信系统低频、低码速率的特点,提出了一种时分多通道分段滑动相关捕获方法。该方法对到达的码元进行分段接收,利用接收下一段码的时间处理之前接收的码段,即1个PN码周期分成若干个通道时隙,每个时隙对之前接收的PN序列段与通道的本地PN码进行快速滑动相关搜索。理论分析结果表明,在所需硬件开销与串并行搜索相同的情况下,使用时分多通道分段滑动相关捕获能获得与并行捕获相同的搜索速度;仿真结果进一步验证了该捕获方法的有效性。     

基于IEEE 802.11a的OFDM定时同步算法及FPGA实现

在基于IEEE802.11a标准的无线局域网的突发系统中,要求快速、精确地完成定时同步。本文分析了基于短训练序列延时自相关的粗同步算法和基于长训练序列与本地PN序列互相关的精同步算法,给出了定时同步算法具体的用FPGA实现的设计方案,采用状态机、流水线等设计方法使系统的资源和运算速度得到优化。该设计便于工程应用。     

时频域联合校正的PN码相干捕获算法

受多普勒频偏和本地时钟漂移的影响,接收信号中存在频偏且码字不同步。针对该问题,提出一种时频域联合校正的PN码相干捕获算法。从接收信号的循环平稳特性出发,进行载波频率和码字同步的联合校正,使校正后的信号与本地PN信号具有近似相干性。基于设计的相关特征函数,实现较长相关长度下的相干检测,完成PN码捕获。仿真结果表明,该算法在低信噪比、大频偏条件下,具有较高的检测概率。     

基于平均内积和相关判决函数的 DSSS信号伪码序列盲估计

针对已有扩频码估计方法计算复杂度高的问题,提出一种基于平均内积和相关判决函数的扩频码估计方法.首先采用窗长为伪码周期的滑动窗函数将信号划分为不重叠数据段,以各分段数据为行向量依次排列构造数据矩阵,并根据不同起始点条件下分段后所对应矩阵平均内积的最大值确定伪码同步起始点;然后在实现伪码同步的基础上,利用相关判决函数估计出伪码序列各码元与第1个码元之间的符号关系,从而实现伪码序列的盲估计;最后通过理论推导说明所提方法的有效性,并在相同的实验条件下分别给出该方法与基于特征分解、三阶相关的常见方法在扩频码估计的性能和计算量上的仿真对比.实验数据表明,在SNR\geqslant3$时,所提出的相关判决函数法可以得到准确的估计,且计算量相比特征分解、三阶相关法也大大降低了.     

一种改进的时域优化捕获算法

针对信号在传输过程中存在时延、Doppler频移及多径衰落等,接收信号的中心频点以及PN码相位存在不确定性问题,通过时频域处理、分段及均值处理、移动序列处理、快速Doppler加权估计等手段,结合XFAST捕获算法、均值捕获算法和时域融合捕获算法的优点,提出一种改进的时域优化捕获算法,从复杂度、捕获时间、捕获精度的角度进行算法效能分析。Matlab仿真得出时域优化捕获算法的Doppler估计误差小,捕获比例峰值优于现有的其他两种算法,搜索速度明显提高。     

卫星信号快速捕获在FPGA的实现

本文给出了用于低轨（LEO）卫星通信的双伪随机码直接序列扩（DSSS）、QPSK调制下的信号多普勒频偏以及码相位二雏捕获的检测策略，并给出了用于FPGA实现的系统结构，并对每个子模块给予了详细的介绍与说明，同时描述了整个算法的流程。     

基于自适应滤波器PN码同步和多普勒频移联合捕获方法

近年,基于自适应滤波理论的PN码捕获算法受到越来越多的关注。本文将这种思想用于多普勒频移捕获,提出了一种基于频域自适应滤波器的多普勒频移捕获算法,并进一步推导出了PN码和多普勒频移联合捕获算法。另外,针对传统自适应PN码捕获算法会受到调制数据的影响,提出了一种差分自适应算法,解决了调制数据引起的PN码极性翻转问题,提高了自适应滤波PN码捕获的适用性。最后对所提算法进行了仿真验证。     

极低信噪比下的一种扩频伪码捕获算法研究

本文针对新型的卫星用接收机伪码捕获的性能指标要求，设计了一种基于中频直接采样数字化的伪码捕获算法。实验证明，这种捕获算法易于采用可编程门阵列和数字信号处理器相结合的方式实现，可以在极低的信噪比下实现扩频PN码的快速捕获。