基于BPSK-CSK的电文调制与解调算法

针对对导航信号信息传输速率有更高要求的信号,如精密定位信号,提出二进制相移键控-码移键控(BPSK-CSK)联合调制方法,以解决传统的码移键控(CSK)调制信号在接收端对相关器资源需求量大、解调计算复杂度高的问题.本文方法将分组调制的电文再分为极性位与码相位,使得接收端由原本通过相关求和进行解调,转变为通过较少相关求和运算与子码匹配两步完成电文解调,减少了接收机解调电文所需相关器的数量并降低参与运算的数据量级.所提方法在极性位数为1或2时,与传统CSK相比,可以实现在电文解调误比特性能损耗可忽略不计的情况下,计算复杂度降低为原来的50%或25%.当极性位数大于2时,该方法以解调性能为代价降低计算复杂度,但此时结合信道编码,BPSK-CSK仍可实现等计算复杂度下的误比特率降低.     

卫星导航信号码片形状监测算法研究

信号质量监测技术是保障卫星导航系统高服务性能的重要手段之一。多相关器法是一种传统的信号质量监测算法,但它也存在一些局限性,如不能直观地反映异常信号波形特征、检测量效果随着信号调制方式的不同而不同、随着相关器的增多计算复杂度增大。针对以上问题,同时为了提高监测性能,本文采用了一种能获取码片过渡段的算法,并对检测量构成形式进行扩充,提出了一种高效检测量的筛选算法。最后本文对码片监测算法和多相关器算法进行了仿真与实测数据分析,验证了检测量选择算法能一定程度提高监测性能;码片监测算法相对多相关器法提高了监测敏感度,且有在实际实现时有更小的计算量及对其他体制信号更强的适用性。      

基于FPGA的GPS信号快速捕获方法实现

介绍了一种基于平均相关器的GPS信号快速捕获算法,通过VHDL语言描述在FPGA上实现了该算法。平均相关器是一种将输入的5000点GPS样本信号平均化为1024点样本,然后通过FFT方法实现GPS信号快速捕获的基带相关器。这种相关器可以一步搜索到所有可能的码相位偏移,大大提高了捕获速度,比较好地满足了实时处理的要求。     

北斗B1C信号联合捕获策略

目前对含有导频通道的新信号的捕获研究,主要是设计联合捕获算法,提高功率利用率以提升接收性能,分为等长与非等长相干积分联合算法两类. 本文针对北斗B1C信号,深入分析了三种等长相干积分联合算法的加权问题,并解释了相干联合与差分联合算法的联系. 理论和仿真结果表明,相干联合算法具有更优的性能;进一步,本文结合最优相干积分时间理论给出捕获参数设计方案,对比了不同场景条件下等长与非等长相干积分联合算法的性能,给出了捕获B1C信号的优化策略.      

基于FPGA的高动态P码直捕算法设计与实现

长周期精密测距码（P码）的直接捕获技术对提高导航接收机的性能十分关键,为了设计出高动态、低信噪比环境下的P码快速直接捕获接收机,采用部分匹配滤波器组实现伪码时域并行搜索,结合小点数的快速傅里叶变换（FFT）,将匹配滤波器输出的部分相关值进行功率谱分析,完成多普勒频率偏移的并行搜索。硬件实现时结合FPGA的特殊结构,提高资源利用率,同时采用并行流水机制处理ADC的采样信号,对于每一个采样点,均可以在下一个采样点到达之前完成该点的码相位和频率的二维搜索。对比国内外P码接收机的研究成果,算法在捕获时间上有很大改进。在信号功率为-165 dBW,伪码相位±1 s的时间不确定度,以及多普勒频率偏移±16 kHz的条件下,捕获时间小于10 s,完全适用于高动态环境下的P码快速直接捕获。     

频域叠加的大频偏导航信号捕获算法

在卫星导航接收机的设计和实现过程中,信号捕获是卫星信号同步的关键步骤。只有捕获到了正确的相位和多普勒信息,才能初始化跟踪环路,进而完成信号的同步。针对高动态接收机在大频偏条件下实现信号捕获需要进行多次频域搜索,计算量成倍增加的问题,该文以GPS系统为例,分析了多普勒频偏对相关峰的影响,利用频域叠加技术设计了在多普勒频移过大条件下的信号捕获方案。分析结果表明,该捕获方案可以完成大频偏下的信号捕获,降低了多次频域搜索带来的计算量,并且具有较好的捕获性能。     

GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获方法

随着我国北斗导航系统“全球组网”序幕的拉开,设计实现接收机的兼容互操作功能已变成接收机设计领域的一个研究热点。文中针对GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获环节设计中遇到的处理时间长、捕获精度低、硬件资源消耗大、兼容性差等问题,设计一种基于频域处理的信号捕获算法。该算法在传统频域捕获的基础上,优化频域转换资源利用与遍历方式,在能量累加方面加入相干与非相干累加方式,达到微弱信号捕获。借助Xilinx软件Vivado及其仿真工具,对整个捕获系统进行了仿真实现,验证了算法设计的准确性,本算法可以捕获信号功率-135 dB以上的信号,可捕获的载波多普勒频率范围满足实际工程需求。在实际工程验证中,本算法能较好地满足工程应用性能要求。      

预相关带宽和相关器间隔对导航信号多径性能的影响分析

采用窄相关技术和双△相关技术,对BPSK（1）信号和BOC（1,1）信号在不同预相关带宽和不同相关器间隔时的平均加权多径误差包络进行了仿真,提取了多径误差典型值。结果表明,随着相关器间隔的减小,多径误差逐渐减小,但当相关器间隔为0.1个码片时,多径误差的减小已不明显;多径误差并不是随着预相关带宽的增大一直减小,而是有一...     

基于软件实现GPS信号捕获以及获取精确载波频率

捕获模块是实现GPS软件接收机的重要组成部分。本文立足于通过软件的方法实现GPS信号的捕获,由捕获的结果得到准确而精度更高的载波频移,从而对降低跟踪环路的设计复杂性有利。作者先用GPS串行搜索捕获和并行搜索捕获这两种传统的方法对GPS信号进行捕获,在此基础上尝试采用一种降低频率搜索步长并结合二次曲线拟合的方法以获取高精度的载波频率,进而更好地提高整个捕获准确性以及精度,经过分析后,得到了一些较有意义的结论。     

圆周移位在伪码补零BDS信号捕获算法中的应用

D1导航电文中加入了NH码,且D2导航电文的速率也比GPS信号的快很多,使得BDS的信号结构增加了捕获难度。采用伪码补零的方法可以对BDS信号进行有效捕获,但是该方法积分时间较长导致捕获耗时变长。本文提出了一种基于圆周移位的改进伪码补零算法,将搜索中复杂的载波剥离运算用计算量很小的频谱序列的搬移操作来代替,使算法复杂度大幅下降。试验结果表明,该方法可以有效减少运算量和捕获耗时。     

弱GPS/GLONASS信号捕获算法研究

本文给出了GPS/GLONASS双模接收机的总体设计方案,重点对弱信号环境下的接收机信号捕获进行了讨论,采用并行码相位搜索方法和改进的循环相关算法分别对GLONASS信号和GPS信号进行捕获;并利用真实数据对双模接收机性能进行了仿真研究,重点对接收机捕获弱信号的能力,以及在不同信噪比和不同累加数据长度下的捕获概率进行了讨论,结果表明该双模接收机在不需要较长数据长度的情况下能够捕获低信噪比环境下的卫星导航信号,提高了接收机的灵敏度。     

高阶BOC调制信号无模糊跟踪技术性能比较

BOC调制方式提升了导航信号的性能和频谱资源利用率,但是自相关函数的多峰特性使信号接收面临新的问题。本文研究高阶BOC调制方式及其无模糊跟踪技术,主要分析了Bump-Jump算法、BPSK-like算法、SCPC算法和双环路算法,比较不同跟踪技术的硬件复杂度、计算复杂度、跟踪精度和跟踪稳定性,结果可为接收机设计提供参考。     

基于DSP辅助的伪随机码快速捕获实验分析

提出了利用DSP进行辅助捕获的PN码快捕实现新方法。利用DSP强大的数据处理能力，通过软件算法估计出接收信号和本地产生PN码信号的相对时延，指导串行搜索系统从接收信号最可能的相位位置附近开始搜索，从而达到快捕的目的。实验结果表明：通过DSP器件进行辅助捕获，不仅能在很短的时间内完成PN码的捕获；同时，通过对“超前码片数”置不同的值，可以很方便地控制串行捕获电路从开始捕获到完成捕获所需的捕获时间。     

高灵敏度GPS和Galileo信号联合捕获方法

针对传统接收机无法同时捕获两种不同卫星系统信号Galileo E1或GPS C/A的问题,该文提出E1和C/A相干联合捕获和E1-C和C/A相干联合捕获两种新算法。基于E1和C/A联合相干捕获算法,利用E1的数据信号和导频信号与C/A进行联合相干捕获,推导出了捕获灵敏度的计算式,实现了对两种信号的同时捕获。采用E1-C和C/A相干联合捕获算法,仅利用E1的导频信号E1-C和C/A进行捕获,简化了联合捕获的推导过程。仿真结果显示,两种联合捕获均比单独捕获E1或C/A的灵敏度高,为新一代GNSS接收机提供了新的卫星信号捕获方法。     

GPS中P(Y)码直接捕获技术的研究进展

系统地分析和总结了P(Y)码的直接捕获技术途径和新进展，对与之相关的时钟技术、并行相关器和电光相关器的技术以及捕获算法——特别是XFAST算法——进行了较全面的介绍和分析。这一技术对伪随机码，特别是长周期的伪随机码的同步技术的研究有重要意义。     

PMF-FFT方法在P码捕获中的改进及参数设计

部分匹配滤波器与FFT相结合的捕获模型使用在高动态环境下导航信号的捕获中,由于它对多普勒频率误差有较高的容忍度,因此可以直接进行频域的并行搜索,大大降低了平均搜索时间,并使整个系统依然具有较高的检测概率. 文中通过建立数学模型,对PMF FFT捕获算法的原理及特性及其在捕获流程中的各部分损耗进行了详细的分析,并针对P码的非周期特性,使用重叠保留法对PMF FFT算法进行了改进,使用基于FFT的并行码相位搜索的方法,在频域内实现了时域相关运算,进一步减少了捕获时间. 最后依据“达到等效判决信噪比时总运算时间最少”原则,对算法中各项参数的设计提出了指导意见,具有一定的参考价值。      

GPS软件接收机精确载波频率捕获算法分析与实现

采用基于快速傅里叶变换（FFT）的并行码相位搜索捕获算法实现GPS信号的捕获,根据相位关系对载波频率进行精化,使其满足跟踪模块的需求。在分析算法的基础上,通过对模拟信号和实测数据进行捕获实验,实现了对载波频率的精化,获得精确频率可直接用于后续跟踪环路。     

GPS弱信号捕获算法研究

随着GNSS的广泛应用,许多新技术和新领域对GNSS弱信号捕获提出了新要求,其关键技术之一就是弱信号捕获跟踪算法的实现。在相干积分和非相干积分的基础上,通过相位补偿和时延修正、奇偶分路等方法,可以在盲搜索中捕获到比正常信号低25dB的弱信号,实现了对粗捕到的弱信号进行载波频率精化,并分别利用仿真数据和实测数据验证了算法的正确性。此外,分析了信号相位翻转对信号捕获的影响,对GNSS弱信号应用领域具有重要的参考价值。     

改进Dijkstra算法的城市道路最短路径仿真研究

本文在分析Dijkstra算法基础上,考虑城市路网的特点及该算法在路径优化中的不足,提出一种基于双向搜索的Dijkstra改进算法,它可以减少路网节点的搜索范围和计算复杂度。仿真结果表明,改进算法在最短路径搜索中可使候选节点数减少15%～25%,当节点越多这种减少越明显,可提高搜索路径的实时性。     

改进Dijkstra算法的城市道路最短路径仿真研究

本文在分析Dijkstra算法基础上,考虑城市路网的特点及该算法在路径优化中的不足,提出一种基于双向搜索的Dijkstra改进算法,它可以减少路网节点的搜索范围和计算复杂度.仿真结果表明,改进算法在最短路径搜索中可使候选节点数减少15％～25％,当节点越多这种减少越明显,可提高搜索路径的实时性.