数字化直接序列扩频接收机设计与实现

介绍了一种数字化DS/BPSK导航接收机设计方案与实现。该接收机采用了基于FPGA的硬件设计,结合数字信号处理算法完成信号的捕获、跟踪、位置解算。捕获采用大步进串行捕获方案,采用Tong算法判决策略,伪码跟踪采用全数字超前-滞后跟踪环(DDLL),载波跟踪采用全数字Costas环(DPLL)。最后对这种设计方案进行了试验。     

基于UKF的GPS L1C/A码微弱信号跟踪算法

为了实现高灵敏度的软件接收机,提出了一种基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法.该算法使用UKF实现了微弱信号的L1 C/A码和载波跟踪.通过构建模型,建立方程,并通过采用仿真噪声干扰下的微弱GPS C/A 中频信号对该算法进行实验性能分析.仿真实验结果表明,UKF算法可以实现对载波相位跟踪、载波频率跟踪以及码相位跟踪性能的改善,并且大大简化了计算的复杂度,具有较高的跟踪灵敏度和精度,是一种适合软件接收机实现的算法.     

基于UKF的GPS L1 C/A码微弱信号跟踪算法

为了实现高灵敏度的软件接收机,提出了一种基于UKF的GPS L1C/A码微弱信号跟踪算法。该算法使用UKF实现了微弱信号的L1C/A码和载波跟踪。通过构建模型,建立方程,并通过采用仿真噪声干扰下的微弱GPS C/A中频信号对该算法进行实验性能分析。仿真实验结果表明,UKF算法可以实现对载波相位跟踪、载波频率跟踪以及码相位跟踪性能的改善,并且大大简化了计算的复杂度,具有较高的跟踪灵敏度和精度,是一种适合软件接收机实现的算法。     

基于预存查表的GPS软件接收机的载波产生方法

在GPS软件接收机的跟踪环路,本地码产生、载波产生、相关积分这三个耗时最多的部分中,本地微调生成载波最为耗时,所用时间占整个信号跟踪处理时间的近一半[1]。为了能提高卫星跟踪速度,快速、准确地提取导航数据,达到软件接收机实时性的要求,在对传统GPS软件接收机跟踪算法分析、研究的基础上,提出一种基于载波的二进制存储,通过查表调用解决GPS软件接收机跟踪信号时间中耗时的载波的产生问题的方法。采用预存微调的本地载波二进制数据的方法,可以直接载入载波数据然后查表调用这些数据,免去了每次跟踪循环中产生微调的载波所耗费的时间,成功消除跟踪环路中载波产生的时间,使跟踪的速度提高了一倍。通过用GPS实测数据进行实验,对这种方法进行了验证并对实际的运行结果和性能做了分析,实验结果表明,在保证跟踪性能不降低的前提下,采用预存查表的方法能够有效消除载波产生耗时较多的问题,可以快速准确的实现了对GPS信号的跟踪。提出的这种预存查表的算法作为一种新的产生载波优化方法,在GPS软件接收机实时性方面有着较好的参考价值。     

IQ非正交引起的载波和伪码跟踪误差分析

分析了直接下变频导航接收机中，I、Q信号的非正交引起的载波及伪码的跟踪误差。用码环及载波环的鉴别函数的零点来确定最终的跟踪误差表达式，并结合具体的实验测试结果进行了工程近似，分析结果显示载波及伪码跟踪误差与I,Q的相位差、时延差近似成线性关系，故在进行系统结构设计时，可根据系统的精度要求确定是否选择直接下变频的接收机结构。     

数字COSTAS环的原理与设计

载波同步是接收机系统中的一个重要问题,而Coatas环不仅能载波跟踪,而且能直接解调出信息。本文介绍了数字Costas环原理,并对环路参数进行了详细的分析,指出了影响环路性能的关键因素,最后通过仿真验证了相关结论。     

基于FPGA的GPS中频信号跟踪相关器设计与实现

文章分析了GPS基带信号处理跟踪环路中相关器的工作原理及特点,提出一种基于现场可编程门阵列（FP-GA）的GPS相关器结构。采取模块化设计思想,设计了载波产生器、CA码产生器、码-载波乘法器和积分累加器,并对相关器进行仿真分析。仿真结果表明,该数字相关器能在一定噪声背景下解调出信号。该数字相关器可与微处理器配合,对数据进行并行处理,提高运行速度。     

基于FLL/PLL相结合的载波跟踪在导航接收机中的应用

载体动态性所引入的多普勒频移给导航接收机中的载波跟踪带来了很大困难。在对比分析了载波频率跟踪(FLL)和载波相位跟踪(PLL)环路各自优点的基础上，提出一种FLL／PLL相结合的载波跟踪方法，以充分发挥FLL动态性能较好、PLL的跟踪精度较高的优点，实现动态环境下快速、精确地载波跟踪；并以相位跟踪环路为例分析了热噪声及载体动态性对环路的影响。得出了环路设计的最佳带宽。理论分析和仿真结果表明。该方法能快速、精确地实现载波的跟踪。     

电离层强闪烁对接收机可用性的影响分析

为深入分析电离层强闪烁对导航接收机可用性性能的影响,通过构建电离层强闪烁的统计模型,并将该模型通过软件接收机捕获、跟踪环路,经过量化数值仿真分析,得出强闪烁对导航接收机载波相位、载噪比以及码相位的影响,接收机载噪比出现的快速衰落将显著地影响接收机对可见信号的捕获跟踪性能。对比分析无闪烁和强闪烁条件下对接收机可用性能够得出,强闪烁条件破坏了可见星座的跟踪持续性,造成可见测距的失锁,严重影响了可用性能。     

嵌入式无人水下航行器的信号跟踪系统设计

传统水下航行器水下信号分布不规则,容易造成传统信号跟踪系统对航行器信号接收的强度较差。为此设计了嵌入式无人水下航行器的信号跟踪系统。通过建立航行器信号处理模块,对无线接收的水下信号,进行数字高频化处理和高强度串口输出;通过对载波信号频域值域的精密计算,实现载波伪随机码和载波的粗同步。利用Costas锁相环和锁频环建立载波相位频率跟踪模块,接收经过算法处理的高精度定位信号,实现信号捕获并进入跟踪状态。实验证明,设计的信号跟踪系统接收到的航行器跟踪定位信号强度比传统跟踪系统信号强度更高。     

INS辅助GPS接收机及其对伪距测量精度的影响

GPS接收机通过测量伪距进行载体位置的解算,而伪距测量精度与接收机的码延迟锁相环带宽有关。为了提高GPS接收机伪距测量精度,通常采用INS辅助、码/载波跟踪环技术。根据以C/N0为基础的伪距测量方差,分析INS辅助GPS接收机原理,研究INS辅助对接收机伪距测量精度的影响。在复杂电磁环境下,INS辅助GPS接收机是组合导航发展的方向,特别是紧耦合INS/GPS组合模式。     

一种基于FFT的GPS信号快速捕获算法

在与传统的时域串行搜索捕获算法比较的基础之上,分析了利用FFT实现C/A码初始相位和载波多普勒频移快速捕获的频域圆周相关算法模型.并对该算法进行了仿真验证,成功地解算出C/A码初始相位和载波多普勒频移.实验证明圆周相关算法可实现GPS信号的快速捕获,是一种适合于GPS软件接收机工程实现的算法.     

GPS软件接收机捕获和跟踪算法研究

研究了GPS软件接收机的捕获和跟踪算法,并在matlab平台上实现了GPS软件接收机,实现了快速的基于循环卷积的并行捕获算法,得到了可见卫星的初始相位和多普勒频移。使用了超前滞后环和对相位反转不敏感的科斯塔斯环分别对码相位和多普勒频移进行跟踪,成功解调出导航电文。     

宽带噪声干扰对M码接收机的影响分析

在介绍M码信号的特点和接收原理的基础上,根据载波跟踪环的门限所确定的等效载噪比建立了宽带噪声干扰下的M码信号模型,从而分析得到干扰有效时的最小入射功率。通过建立干扰信号链路方程得出干扰源距离与干扰功率的关系,最后进行了仿真验证表明宽带噪声干扰对M码信号是一种有效的干扰方式。     

机动目标跟踪系统仿真软件设计与实现

针对机动目标跟踪算法的研究,采用C／S（Client／serve,客户机／月艮务器）体系结构和面向对象的模块化设计思想,设计了机动目标跟踪系统仿真软件,利用剧情生成模块模拟雷达探测到的目标运动数据,通过跟踪算法对目标实施跟踪处理,估计目标运动状态,实时地在演示界面上显示目标运动信息和跟踪性能评估结果,为机动目标跟踪算法研究搭建了一个具有较高可信度的、直观的仿真系统。     

基于扩展卡尔曼滤波的GPS信号跟踪技术

提出一种基于扩展卡尔曼滤波的GPS信号跟踪方法,通过扩展卡尔曼滤波器,得到基于相干积分支路的滤波模型,有效地削弱常规GPS跟踪环路中的跟踪误差,增强接收机的抗干扰性能,提升其在信号较弱位置下环路的跟踪性能,对加入惯性信息条件下惯性信息对系统所产生的影响做了相应的分析研究。通过仿真对比结果可以知道:当处于弱信号条件时,与通常用到的GPS信号跟踪方式相比,基于扩展卡尔曼滤波的信号跟踪算法可以有效提升跟踪的精度。     

极化码SCS译码器的FPGA实现

随着通信技术的不断发展,极化码因其简洁的线性编码方式和优越的译码性能而在现代通信中占据重要地位,对极化码的译码器研究则具有极其重要的现实意义。论文研究极化码的编译码算法,并对SCS译码算法进行详细分析,提出了一种SCS译码器的FPGA实现方案。采用适于硬件实现的最小和算法和合理的量化方案,大胆提出双FIFO有序堆栈结构和单计算单元LLR计算结构的硬件设计,并设计合理的反馈模块以简化计算步骤。使用Verilog HDL语言在QuartusⅡ上进行模块编写后,调用Modelsim进行仿真,在系统时钟频率为600MHz的情况下,译码器的吞吐率可达12.49Mbps,资源利用率仅为4%。     

直扩通信系统中DQPSK解调算法的改进研究

文章在阐述DQPSK调制算法原理和实现方法的基础上,在解调器采用旋转法解差分编码,并通过鉴相器,产生控制载波捕获与跟踪用的信号,克服了载波相位模糊度问题、数字信号可能极性倒置等问题。基于DQPSK调制改进算法的分析,利用Matlab对该算法进行仿真,结果表明,所述改进算法基本满足通信要求。     

罗兰C接收机抗载波干扰分析

在结合罗兰C信号特性以及接收机组成结构的基础上，通过数学模型分析了接收机抑制窄带载波干扰的能力。仿真计算表明，通过前端滤波、累加平均和相位解码，接收机在较低的信干比条件下也能有效地抑制载波干扰。     

直扩GPS中频数字接收机的实现

介绍了直接扩频序列系统的中频数字GPS接收机的设计和实现，给出了基于FPGA实现中频数字化、数字下变频、PN码捕获和载波同步等关键问题的解决方案。