基于部分匹配滤波的伪码捕获方法研究

研究了高斯白噪声环境下部分匹配滤波的伪码捕获方法的性能,推导了该方法的检测概率和虚警概率。基于部分匹配滤波的伪码捕获方法相对于传统的全匹配滤波法,既可减少处理时间,又能节省系统资源。并利用MATLAB工具对不同信噪比环境下的伪码捕获性能进行仿真,结果表明该方法在一定信噪比条件下是实用的。     

基于FFT伪码捕获方法及性能

扩频伪码的捕获是扩频通信系统的核心关键技术。文章介绍了一种基于FFT得伪码捕获方法,并分析了该方法在高斯白噪声信道下PN码同步检测和虚警概率,从而进一步研究其解扩性能提供了理论依据。     

DCT变换域滤波码捕获方法

 针对较小时频不确定度的卫星信号捕获,提出了一种结合离散余弦变换(DCT)的码捕获算法.首先对信号进行部分匹配滤波(PMF),然后对各个码相位对应的PMF输出矢量进行DCT变换域滤波及信号重构,最后对信号进行基于能量的检测.由于PMF输出信号和噪声时变特性不同,滤波重构后信号能量几乎无损,而噪声能量得到了明显降低,从而提高了相同虚警概率下的捕获概率.理论分析和仿真结果表明本文检测算法可以有效提升检测概率,并且具有较低的复杂度.     

基于噪声功率估计的抗窄带干扰接收机自适应PN码捕获技术

在存在强窄带干扰条件下,正确实现伪码捕获是抗干扰接收机的关键技术之一。变换域干扰检测与PN码捕获判决都需要估计接收机背景噪声功率,本文在变换域谱线幅度平方服从指数分布假设下,利用中位数估计理论对存在窄带干扰接收信号的背景噪声功率进行估计,实现干扰检测门限和PN码捕获判决门限的自适应设置。仿真结果表明,文中设计的检测装置可实现强窄带干扰、大动态范围接收机PN码的正确捕获。     

弱相关非高斯环境下基于局部最佳检测器的伪码捕获方法

该文为解决弱相关非高斯噪声环境下的伪码捕获问题,提出了一种基于局部最佳检测算法的伪码捕获方法,将伪码捕获等价为假设检验问题,将弱相关非高斯噪声建模为一阶滑动平均SS噪声模型,利用局部最佳检测算法推导出弱相关非高斯噪声环境下的伪码捕获检测统计量,在此基础上对检测统计量进行了简化,给出了其实现结构,并与传统的伪码捕获方法进行了性能仿真对比,仿真结果表明该文所提出的捕获方法在弱相关非高斯噪声环境下检测性能有较大幅度的提高,且非高斯噪声脉冲特性越明显,所设计的检测器优势越明显。     

软判决多步法相关攻击在PN码快速捕获中的应用

针对非协作接收的扩频通信系统,低信噪比情况下长周期且生成多项式抽头数较多的扩频码的快速捕获问题一直是研究的重点和难点。本文借鉴密码学中密钥攻击基本思想,提出一种基于软判决多步法快速相关攻击的长周期扩频码快速捕获新算法。通过将PN序列看成线性分组码,将序列相位捕获看成线性分组码的解码,采用软判决方法进行分步串行译码,充分利用序列本身的软信息,实现低信噪比情况下长周期扩频序列的快速捕获。理论分析和仿真结果表明本文算法与多项式抽头个数无关,具有较好的捕获性能,能够在低信噪比下稳定工作;与硬判决相关攻击方法相比,本文算法大约有3.5dB以上的性能提升。      

乘性噪声环境下基于局部最佳检测器的伪码捕获方法

扩频系统常常工作在多径环境中,伴随着加性噪声的同时往往还存在着乘性噪声。该文提出了一种乘性噪声环境下伪码捕获方法,将伪码捕获等价为假设检验问题,利用局部最佳检测算法推导出乘性噪声环境下的伪码捕获检测统计量,文中给出了基于局部最佳检测算法的捕获结构,并与传统的平方和检测器进行了性能仿真对比,结果表明该文所提出的捕获方法在乘性噪声环境下检测性能较平方和检测器有较大幅度的提高,而在无乘性噪声的环境下检测性能只较传统的平方和检测器检测性能稍有降低。     

直扩系统中匹配滤波器捕获方法研究

介绍了直扩系统中利用匹配滤波器方法进行捕获的特点和电路结构,重点研究了在高斯白噪声环境下采用部分周期相关匹配滤波器捕获方法的性能,推导了捕获方法的检测概率和虚警概率。最后利用Simulink对匹配滤波器捕获方法进行了仿真,给出了对应不同匹配长度和不同门限的检测概率和虚警概率曲线。     

瑞利衰落信道下基于DMF的伪码捕获性能分析

基于数字匹配滤波器(DMF)的PN码捕获电路具有较快的捕获速度,因此在扩频系统中得到广泛的应用,为了在瑞利衰落信道下进一步提高捕获性能,对影响捕获性能的虚警概率和检测概率进行了推导和分析,进而计算出了平均捕获时间,并且作出了仿真和分析,为改善瑞利衰落信道下捕获性能提供了解决思路和理论依据。     

短码引导实现长码同步的快速捕获方法

在飞行器的码分多址通信和测控扩频统一系统中,长序列伪码的快速捕获是一个不可避免的问题,且具有较大的特殊性。本文提出了一种基于倍速率/倍周期关系短码引导实现长码快速同步捕获的原理,并详细讨论了由此演化而来的倍速率/同周期快捕引导方法,分析了长码捕获时间同短码序列长度、跟踪误差的关系,指出了获得最小的长码平均捕获时间的设计方法。     

基于伪码互相关特性的GPS信号捕获算法

高动态GPS接收机研究的核心是信号的捕获与跟踪算法,在接收机硬件实现时,系统性能与资源消耗直接受捕获算法的影响。结合时域滑动相关法和基于FFT的频域捕获算法各自的优点,提出一种基于伪码互相关特性的快速捕获算法,在不影响系统性能的前提下,既加快了捕获速度,又降低了资源消耗,实现了捕获速度和资源消耗二者的平衡。     

Rapid code acquisition algorithm employing PN matched filters

The performance of four algorithms using pseudonoise matched filters (PNMFs), for direct-sequence spread-spectrum systems, is analyzed. They are: parallel search with fix dwell detector (PL-FDD), parallel search with sequential detector (PL-SD), parallel-serial search with fix dwell detector (PS-FDD), and parallel-serial search with sequential detector (PS-SD). The operation characteristic for each detector and the mean acquisition time for each algorithm are derived. All the algorithms are studied in conjunction with the noncoherent integration technique, which enables the system to operate in the presence of data modulation. Several previous proposal using PNMF are seen as special cases of the present algorithms     

两级相干累加伪码捕获算法的FPGA实现

针对现场可编程门阵列(FPGA)实现的伪码捕获算法中存在逻辑资源消耗大、频率估计精度差、判决门限计算复杂等问题,首先提出利用直接II型匹配滤波器结构实现第一级相关运算,做到逻辑资源与计算时间之间的平衡;然后提出利用线性调频Z变换(CZT)代替离散傅里叶变换(DFT)实现第二级相干累加,提高了频率估计精度并减小了频谱泄露;最后通过对判决量进行统计分析,给出了判决门限的自适应设置方法,并验证了其有效性。     

Threshold decision for PN code acquisition in direct-sequencespread-spectrum packet radio systems

A threshold decision for code acquisition in direct-sequence spread-spectrum packet radio systems is described. It is shown that this scheme achieves lower false alarm probability than the acquisition scheme based on the Neyman-Pearson criterion, giving comparable performance for the detection probability     

基于滑动相关检测法的伪码同步研究

文章介绍了滑动相关检测法的基本原理,对用时钟脉冲加减法来调整本地伪码相位的过程进行了说明。采用systemview软件构建了滑动相关的伪码同步捕获仿真模型,通过仿真波形可知,滑动相关检测法可以很好地完成伪码的同步捕获。     

基于前置三阶相关检测的高性能直扩伪码捕获

为了提高无线电导航系统长伪码序列的检测概率,同时降低捕获时间,提出了一种带前置三阶相关检测的伪码捕获算法,即根据伪随机码和高斯噪声的三阶相关特性,首先实现本地伪码与接收伪码序列的码元相位同步,再用传统捕获方法进行伪码相位同步.理论分析和仿真结果表明,该方法能够有效提高捕获过程的检测概率,并降低捕获时间.     

一种PN码自适应捕获门限的改进算法

文献[1]提出了一种用于直扩系统的PN码自适应门限算法。但该文献也指出,此算法对门限总数十分敏感。当门限总数设置不当时,系统的平均捕获时间将显著增加。这限制了该算法在实际中的应用。本文就此提出了改进,给出了算法及电路框图。仿真结果表明,与原方案相比,改进算法改善了对门限总数的敏感性,降低了PN码平均捕获时间。     

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.     

低信噪比高动态条件下基于FFT的二维平移累加PN码捕获算法

针对低信噪比高动态条件下直接序列扩频（DSSS）系统中PN码捕获的问题,提出了基于FFT 二维平移累 加的PN码捕获算法。首先对现有的PN码捕获技术进行了分析,然后研究了时变的载波频偏与 码频频偏对PN码捕获的影响,在此基础上,提出了基于FFT二维平移累加的PN码捕获算法。 算法的基本思想是对相关器输出的相关值在载波频偏不确定度与码相位不确定度同时进行平 移,从而消除相关峰“漂移”现象,增大非相干累加的有效性。给出了采用此算法的捕获系 统结构图,并对关键参数进行了分析。最后,通过仿真表明了该算法对捕获系统有6 dB的改 善。     

基于FFT的二维并行长码捕获算法

导航伪随机长码周期一般为7天,在时间不确定度为±1 s,码速率为10.23 MHz的情况下,需要搜索码片数最多达20 460 000个,普通方法难以实现短时间内捕获。通过增加硬件资源消耗及减少相干积分时间能加快捕获速度,但由于硬件资源有限,而减少相干积分时间会导致捕获灵敏度降低。为了在有限的硬件资源下,不影响捕获灵敏度而又能快速实现捕获,研究了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的二维并行搜索算法。通过与传统基于FFT的码相位并行多普勒串行搜索及匹配滤波+FFT方法在捕获时间、灵敏度及硬件资源3方面对比,验证了基于FFT的二维并行捕获方法在长码捕获中具有捕获速度快、捕获灵敏度较高、硬件资源的利用更加合理等优势。