辅助北斗技术的捕获空间计算和误差分析

结合辅助北斗定位技术的辅助信息类型,提出了北斗GEO和NGEO卫星在星历辅助条件下的卫星信号载波频率和码相位的估计方法,在此基础上重点研究了估计得到的载波频率和码相位的不确定度,并针对粗时间和精时间这两种典型的辅助定位技术进行了算例分析。研究结果表明:粗时和精时辅助能有效减少捕获搜索空间;引起载波频率搜索范围不确定度的因素是时钟频偏和接收机动态,而引起码相位搜索范围不确定度的因素是辅助时间精度和辅助位置误差。     

基于FFT的GPS信号二维大规模并行捕获

GPS接收机中信号捕获通过粗略调整本地复制信号的码相位和载波频率与卫星信号同步.信号捕获实际上一个二维的搜索过程,其主要挑战是计算复杂度.基于FFT的二维并行捕获方法,可以一次搜索整个二维不确定空间,在减少计算复杂度的同时提高了捕获性能.仿真结果表明,采用35 ms的捕获时间可以90%概率捕获到载噪比为34 dB-Hz的卫星信号.     

高速率8PSK信号的载波同步及实现

提出一种高速率8PSK信号的载波同步方案,数字锁相环组合频偏搜索实现接收机小频偏的载波同步;多组小频偏同步单元的并行操作获得接收机大频偏的粗略估计,基于反馈闭环实现载波粗同步,然后由一组小频偏同步单元完成残余频偏的精确跟踪及相位同步.分析了载波同步的抖动特性,并基于FPGA实现了该方案.测试结果表明,该载波同步方案动态范围大,跟踪性能好,相位抖动小,长期稳定性好,在中低信噪比下,系统实现损耗小于0.5dB.适合于中继卫星信道高速率8PSK信号的载波同步.     

低信噪比条件下快变多普勒频偏捕获算法

针对卫星移动通信低信噪比条件下快变多普勒频偏捕获提出了一种新的算法即基于搜索空间压缩的谱线循环平移算法。首先,介绍了现有的载波频偏捕获技术,分析其不能适应快变多普勒频偏条件的原因;其次,分析了多普勒变化率对载波频偏捕获的影响,主要考虑一次变化率与二次变化率将严重限制低信噪比情况下对载波频偏估计时非相干累加的有效性;最后,在此基础上,提出了低信噪比条件下快变多普勒频偏捕获的基于搜索空间压缩的谱线循环平移算法。对算法进行的Matlab仿真结果表明,其具有2~3 dB的改善增益,与最大似然算法相比,在性能仅有0.2 dB损失的情况下运算量大大减少。     

基于谱线平移的低信噪比高动态信号多普勒频偏捕获算法

针对低信噪比高动态信号的载波频偏捕获提出了一种新的算法即谱线平移算法.首先,介绍了现有的大载波频偏捕获技术,分析了其不能适应高动态信号捕获的原因;其次,分析了载波频偏及其变化率对载波频偏捕获的影响,主要考虑多普勒频移变化率对信号捕获的影响,它将严重限制低信噪比情况下对载波频偏估计时非相干累加的次数,在此基础上,提出并研究了适应低信噪比高动态信号大载波频偏捕获的谱线平移算法,并对算法进行了性能仿真,表明其具有2 ～3dB的改善增益,与最大似然算法相比具有绝对优势.     

卫星信道下混合信号频偏的估计方法

针对非协作卫星通信场合中同调制参数的MSK单通道混合信号的载波频偏估计问题进行研究,推导了卫星信道条件下MSK混合信号的循环谱表达式。通过搜索零频率处循环频率轴上的大强度谱线进行混合信号频偏估计,并针对谱线选择时存在的模糊问题,利用循环谱快速算法中的泄漏谱线包络辅助进行模糊消除。仿真结果表明在信噪比大于-20 dB时,对混合信号载波频偏估计较为准确。该方法对混合信号载波初相和时延等未知参数影响不敏感,并且不需要任何先验信息,其估计精度能够满足后续信号处理的需要。     

大频偏条件下PN码捕获改进算法

针对大频偏条件下PN码捕获的问题,提出了一种改进的PN码捕获算法,即基于谱线插值的联合码捕获算法.首先对现有的码捕获技术进行了分析,然后在部分相关值作FFT的码捕获算法的基础上,提出了基于谱线插值的联合码捕获算法.算法的核心思想是对部分相关值作FFT处理,并利用插值公式计算出载波频偏的精确估计值,使得后续的载波跟踪环更有利于载波跟踪.介绍了新的码捕获系统的工作原理,推导了载波频偏估计的插值公式,并将非相干累加技术应用于码捕获系统,从而提高了低信噪比条件下载波频偏估计的精度.最后,通过仿真证明了此算法对现有GPS接收机性能有5dB的改善.     

海事卫星BGAN载波恢复技术研究

载波恢复是实现信号相干解调的一个必不可少的部分。通过研究海事卫星全球宽带网（BGAN）信号帧中的独特字（UW）,采用数据辅助的频偏估计和面向判决的相偏估计算法,完成了对实际接收海事卫星BGAN信号的载波恢复,该方法捕获时间快,估计范围大,准确度高。结果表明该算法对BGAN信号的频偏、相偏均能正确收敛,恢复后星座图接近16QAM星座图,为信号解调提供保证。     

高动态弱信号环境下基于INS的GNSS捕获方法分析

为保证 GNSS 在挑战环境下的捕获性能，分析了高动态弱信号捕获存在的问题，提出了一种新的 INS 辅助并行码相位捕获方法，在频域利用 INS 辅助信息卫星星历/历书数据估计多普勒，缩小频率搜索范围，在码域利用码相位估计及并行码相位搜索的方法，减少码相位搜索时间，最后结合差分相干累积提高捕获灵敏度，实现高动态弱信号的快速捕获。仿真结果表明， 该算法能显著提升高动态、弱信号环境下 GNSS 接收机的捕获性能。     

利用改进相频检测器实现大频偏M-PSK信号的快速载波同步

卫星通信中,接收机经常要在较大频偏下实现对M-PSK信号的载波同步;频偏较大的条件下,使用锁相环对信号进行载波同步需要较长的捕获时间,而且如果频偏超出锁相环捕获范围,将无法实现捕获。基于传统的相频检测器,提出了一种改进方案,通过增加相频检测器的"保持"区间,增大了频偏较大时相频检测器输出的直流分量,从而可以更快地实现对频偏的捕获。仿真结果表明,该方案可以帮助锁相环实现更大的频偏捕获范围和更快的捕获速度。