北斗卫星船载导航信号并行捕获算法

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作者 石默然 许承东 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第2期134-138,共5页

信号捕获作为实现北斗卫星船载导航的第一阶段,也是最重要的一环,为此研究基于北斗卫星船载导航信号并行捕获算法,在短时间内捕获卫星信号,为船舶提供高精度的定位和导航服务。建立北斗卫星导航信号模型,依据模型生成的北斗卫星导航信号... 信号捕获作为实现北斗卫星船载导航的第一阶段,也是最重要的一环,为此研究基于北斗卫星船载导航信号并行捕获算法,在短时间内捕获卫星信号,为船舶提供高精度的定位和导航服务。建立北斗卫星导航信号模型,依据模型生成的北斗卫星导航信号,采用傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法以及快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)算法,通过并行频率搜索和并行码相位搜索分别将伪随机码相位、载波频移的二维搜索变成一维进行并行搜索,获取北斗卫星信号的伪随机码和载波频移,实现北斗卫星船载导航信号并行捕获。实验结果表明,该算法可以成功地捕获船载导航信号,并且捕获耗时短;对船载导航信号的载波频率估计误差小。 展开更多

关键词 北斗卫星 信号导航模型 伪随机码 船载导航信号 FFT算法 并行捕获算法

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基于内插补偿法的时域频域双并行捕获算法

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作者 黎武林 王天宝 《成都信息工程大学学报》 2024年第4期404-408,共5页

针对传统PMF-FFT(partial matched filter-fast fourier transform)捕获算法在高动态大多普勒频移捕获时扇贝损失严重,多普勒频移估计精度低等问题,提出一种基于内插补偿法与改进PMF-FFT融合双并行捕获算法,通过对中频信号二次采样,利... 针对传统PMF-FFT(partial matched filter-fast fourier transform)捕获算法在高动态大多普勒频移捕获时扇贝损失严重,多普勒频移估计精度低等问题,提出一种基于内插补偿法与改进PMF-FFT融合双并行捕获算法,通过对中频信号二次采样,利用匹配滤波器进行分段从而加快捕获速度。对PMF和FFT同时进行加窗并选择最优调谐系数,同时利用二次函数内插法,对结果插值补偿,提高频偏估计精度,基本消除栅栏效应。仿真结果表明,该算法兼顾捕获速度和硬件资源消耗的同时,提高了捕获精度,基本消除栅栏效应,适用于大多普勒频偏的扩频信号捕获。 展开更多

关键词 匹配滤波器 快速傅里叶变换 时频双并行捕获 扇贝损失 内插补偿

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基于FFT的GPS信号二维大规模并行捕获(英文) 被引量：4

3

作者 何文涛 徐建华 +1 位作者 叶甜春 殷明 《电子器件》 CAS 2010年第3期317-321,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 GPS 信号捕获 FFT 二维大规模并行捕获 并行部分相关

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时频域并行捕获算法 被引量：4

4

作者 占巍 张晓林 李娟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期706-710,共5页

针对DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)混合扩频测控信号的快速捕获,经典的时域并行方法或频域并行方法已不能满足需求.为了进一步提高载波捕获精度,在PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)算法基础上,提出了... 针对DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)混合扩频测控信号的快速捕获,经典的时域并行方法或频域并行方法已不能满足需求.为了进一步提高载波捕获精度,在PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)算法基础上,提出了一种反馈式结构的时频域并行捕获算法,通过PMF-FFT算法粗估载波频偏,利用一种Quinn频率插值算法提高频偏估计精度,并使用估计结果调整本地载波,再次进行捕获.理论分析和仿真结果表明,该算法与PMF-FFT算法相比,提高了载波捕获精度,在大频偏低信噪比条件下增加了频率分析带宽、减少了平均捕获时间. 展开更多

关键词 DS FH混合扩频 时频域并行捕获 Quinn频率插值

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基于GPU的GPS信号并行捕获 被引量：7

5

作者 杨静 刘一霏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期430-434,共5页

针对计算机中央处理器上串行实现GPS捕获算法耗时长的缺点,利用具有强并行处理能力的图形处理器设计实现了两种分别适用于不同载噪比信号的并行捕获算法以提高捕获速度。所提算法基于计算机统一设备架构的设计思想,采用了并行码相位搜... 针对计算机中央处理器上串行实现GPS捕获算法耗时长的缺点,利用具有强并行处理能力的图形处理器设计实现了两种分别适用于不同载噪比信号的并行捕获算法以提高捕获速度。所提算法基于计算机统一设备架构的设计思想,采用了并行码相位搜索捕获策略,通过对GPS星座32颗卫星多通道、多频点的并行搜索实现了强信号捕获,而对弱信号则采用非相关积分法,通过对单颗卫星多时段、多频点的并行搜索再进行通道的串行处理来实现并行捕获。仿真结果表明:两种并行捕获算法比串行实现的捕获算法速度提高了10倍;采用非相干积分提高了弱信号捕获能力,对于载噪比为40 dB的10 ms中频数据,在保证捕获速度的同时,仍能够有效实现正确捕获。 展开更多

关键词 GPS软件接收机 并行捕获 图形处理器 弱信号 非相关积分法

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一种改进的北斗卫星信号并行捕获方法 被引量：5

6

作者 李健 陈杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1299-1305,共7页

为了提高全并行捕获方式下北斗卫星信号的发现概率,提出了一种改进的并行捕获算法。相对于传统的检测方法,该算法每次搜索需要存储少量的候选值,采用多次观测并统计候选值来完成信号检测。虽然增加了少量存储空间和运算,但是其利用了更... 为了提高全并行捕获方式下北斗卫星信号的发现概率,提出了一种改进的并行捕获算法。相对于传统的检测方法,该算法每次搜索需要存储少量的候选值,采用多次观测并统计候选值来完成信号检测。虽然增加了少量存储空间和运算,但是其利用了更多的观测信息,因此有利于提高弱信号下的发现概率。该方法不需要实时统计噪声分布,从而避免了噪声波动对于门限的影响。在高斯白噪声模型下给出了系统发现概率和虚警率的定量评估。理论分析和仿真结果表明该方法可以有效改善北斗弱信号的发现概率,相对于传统判决方法可以提高捕获灵敏度达3-4dB。 展开更多

关键词 北斗信号 并行捕获 判决方法

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多径衰落和多用户干扰下的CDMA并行捕获研究 被引量：1

7

作者 陈军 昂志敏 朱近康 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第4期75-80,共6页

文章针对移动通信环境中存在的多径衰落和多用户干扰问题，研究了基于并行相关累加器结构的ＣＤＭＡ同步捕获方法，给出了多径衰落信道的数学模型和同步捕获系统模型，采用状态转移函数导出平均捕获时间计算公式，在综合考虑多径衰落，... 文章针对移动通信环境中存在的多径衰落和多用户干扰问题，研究了基于并行相关累加器结构的ＣＤＭＡ同步捕获方法，给出了多径衰落信道的数学模型和同步捕获系统模型，采用状态转移函数导出平均捕获时间计算公式，在综合考虑多径衰落，扩频序列自相关，多用户干扰和背景噪声的基础上，详细分析检测器判决变量的统计分布及对系统性能的影响。 展开更多

关键词 并行捕获 多径衰落 多用户干扰 CDMA移动通信

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GPS信号并行捕获中互相关干扰的消除 被引量：1

8

作者 曾丹丹 何文涛 徐建华 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2010年第11期113-116,共4页

提出了一种新的算法-峰值相减法,用于在并行捕获中消除互相关干扰.仿真表明,该算法可以至少消除95%的互相关干扰,在整个定位算法的第一步消除互相关干扰,减轻了后面算法消除互相关干扰的负担,具有一定的实用性.

关键词 GPS接收机 高灵敏度 互相关 并行捕获

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长PN码并行捕获技术研究 被引量：5

9

作者 舒炳江 《电讯技术》 北大核心 2004年第4期128-131,共4页

长PN码的捕获是TDRSS的关键技术之一。特别是码长达到261888的超长码,要求在低信噪比、较短时间内的捕获,一直是一个难题。本文在对PN码的跟踪、PN码捕获的原理进行简述的基础上,给出了一种长PN码并行捕获的设计与实现方案。该方案捕获... 长PN码的捕获是TDRSS的关键技术之一。特别是码长达到261888的超长码,要求在低信噪比、较短时间内的捕获,一直是一个难题。本文在对PN码的跟踪、PN码捕获的原理进行简述的基础上,给出了一种长PN码并行捕获的设计与实现方案。该方案捕获时间短,抗噪声性能好,便于工程实现。 展开更多

关键词 TDRSS 长PN码 并行捕获 扩频

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混频前端抽取FFT伪码并行捕获算法 被引量：2

10

作者 卢迪 郑世超 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期131-135,共5页

为了更快、更准、更稳定的捕获到北斗卫星信号,文中提出了一种混频前端抽取FFT伪码并行捕获算法。相比传统FFT捕获算法,采用先对采样数据进行抽取,将FFT计算点数下降为原来的1/5;在平方检波前,再将做完IFFT的数据结果进行周期积分累加,... 为了更快、更准、更稳定的捕获到北斗卫星信号,文中提出了一种混频前端抽取FFT伪码并行捕获算法。相比传统FFT捕获算法,采用先对采样数据进行抽取,将FFT计算点数下降为原来的1/5;在平方检波前,再将做完IFFT的数据结果进行周期积分累加,通过判决得到相关峰值。该算法有效地减少了FFT的运算量,降低了系统复杂度,更缩短了信号捕获时间。而且相较于只进行抽取的FFT算法,捕获精度有明显提高。仿真实验验证了本算法的优越性。 展开更多

关键词 北斗卫星导航系统 并行捕获 数据抽取 积分累加

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脉冲干扰下的星间扩频码域并行捕获性能研究

11

作者 周倩 王祖林 +1 位作者 何善宝 郭旭静 《航天控制》 CSCD 北大核心 2010年第5期35-39,共5页

星间链路的高动态给星间扩频信号带来高达几百kHz的多普勒频偏,本文提出一种利用卫星历书进行多普勒预估计与码域并行捕获相结合实现星间扩频信号捕获的算法。同时,常规的高斯白噪声下捕获概率分析对空间电磁脉冲不具有针对性,本文利用P... 星间链路的高动态给星间扩频信号带来高达几百kHz的多普勒频偏,本文提出一种利用卫星历书进行多普勒预估计与码域并行捕获相结合实现星间扩频信号捕获的算法。同时,常规的高斯白噪声下捕获概率分析对空间电磁脉冲不具有针对性,本文利用Possion分布对空间电磁脉冲干扰进行建模,对该并行捕获的捕获概率、捕获时间的影响进行了研究,表明该算法在信干比为-7.4dB时,捕获概率仍在90%以上,适于星间扩频信号的捕获。 展开更多

关键词 星间通信 码域并行捕获 泊松分布 脉冲干扰

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GPS信号并行捕获算法的FPGA实现

12

作者 卢洁莹 马路 《电子设计工程》 2016年第7期79-82,86,共5页

为了实现对GPS信号的快速捕获,通过分析和比较了几种现有算法,提出了基于平均采样的FFT并行捕获算法。为了避免平均采样跨越伪码的跳变沿而带来能量损失,采用了寻找伪码最大游程的方法,在最大游程里重新进行平均采样,使其多出一个码片... 为了实现对GPS信号的快速捕获,通过分析和比较了几种现有算法,提出了基于平均采样的FFT并行捕获算法。为了避免平均采样跨越伪码的跳变沿而带来能量损失,采用了寻找伪码最大游程的方法,在最大游程里重新进行平均采样,使其多出一个码片的样点,通过仿真验证了该算法既避免了平均能量的损失,又便于硬件实现。为了便于硬件实现,设计了捕获算法的系统结构和各个子模块的FPGA结构;通过功能仿真,分析验证了算法的可行性。 展开更多

关键词 平均采样 FFT 并行捕获 FPGA 有限状态机

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通信系统中抗干扰和并行捕获模块的融合设计

13

作者 陈晓挺 《电子科技》 2012年第8期29-31,共3页

讨论了通过FFT融合实现频域抗干扰和载波多普勒频偏快速捕获的高效数字化方案,分析了融合设计需要解决的采样率、FFT点数、分时复用等关键技术问题,给出了一种可应用于低轨扩频通信系统的高效实现频域抗干扰和PMF-FFT并行捕获的接收机结... 讨论了通过FFT融合实现频域抗干扰和载波多普勒频偏快速捕获的高效数字化方案,分析了融合设计需要解决的采样率、FFT点数、分时复用等关键技术问题,给出了一种可应用于低轨扩频通信系统的高效实现频域抗干扰和PMF-FFT并行捕获的接收机结构,节省了星上接收机等处理资源。 展开更多

关键词 频域抗干扰 并行捕获 直接序列扩频 低轨卫星

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低轨卫星扩频系统中的PN码混合并行捕获技术研究 被引量：5

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作者 帅涛 任前义 +2 位作者 刘会杰 梁旭文 杨根庆 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期79-84,共6页

以低轨卫星信道多普勒特性为背景,给出一种适用于大频偏条件下突发通信系统直接扩频序列混合并行捕获结构,并以门限信噪比下平均捕获时间最小为设计目标,对检测积分时间和判决门限设置进行讨论,给出最优配置方案。

关键词 扩频通信系统 并行捕获 检测积分时间 自适应门限 低轨卫星

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基于PMF-FFT的时频域双并行捕获 被引量：2

15

作者 王艳艳 葛海波 王雯婷 《电讯技术》 北大核心 2014年第12期1663-1668,共6页

为了解决传统的PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获算法在信号捕获方面的不足,提出了一种新的基于PMF-FFT的时频域双并行捕获方案。对PMF加改进的汉宁窗,通过调整窗系数,选择最优化的参数,减小了捕获系统输出增... 为了解决传统的PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获算法在信号捕获方面的不足,提出了一种新的基于PMF-FFT的时频域双并行捕获方案。对PMF加改进的汉宁窗,通过调整窗系数,选择最优化的参数,减小了捕获系统输出增益的衰减。利用FFT频谱分析的特点,对FFT的输入进行合理补零,输出加改进的汉宁窗,调整窗系数,基本上消除了扇贝损失。理论分析和MATLAB仿真结果证明,该方案在尽量不增加系统复杂度的情况下提高了捕获速度和频率估计精度,能够适应多普勒频偏较大的扩频伪码快速捕获。 展开更多

关键词 高动态扩频信号 时频域双并行捕获 PMF-FFT 多普勒频移 加改进窗

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比特反转下改进的时域并行捕获

16

作者 朱灿 樊祥宁 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1095-1102,共8页

研究了导航信息引起的比特反转对实时卫星导航接收机时域并行捕获结果的影响。基于接收机捕获原理,经过对圆相关运算的定量分析,提出了一种改进的并行捕获方法。由于导航信息引起的比特反转会减小捕获的相关峰值,传统的时域并行捕获方... 研究了导航信息引起的比特反转对实时卫星导航接收机时域并行捕获结果的影响。基于接收机捕获原理,经过对圆相关运算的定量分析,提出了一种改进的并行捕获方法。由于导航信息引起的比特反转会减小捕获的相关峰值,传统的时域并行捕获方法很难得到准确的捕获结果。因此针对性地设计了类圆相关(MCC)算法,经理论分析后将FFT应用于类圆相关算法,得到了改进的时域并行捕获(MTPA)算法。仿真结果验证了改进算法的正确性,显示了MTPA算法的正确性和有效性。这种捕获算法解决了接收机捕获时比特反转问题,提高了实时卫星导航接收机的捕获性能。 展开更多

关键词 比特反转 相关峰值 类圆相关(MCC) 改进的时域并行捕获(MTPA)

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PMF-FFT并行捕获扇贝损失补偿方法分析 被引量：1

17

作者 刘庆 张锦 +2 位作者 李忞詝 彭舒文 周里 《上海航天（中英文）》 CSCD 2023年第S01期101-107,共7页

在长征四号运载火箭飞行过程中,全球导航卫星系统(GNSS)接收机与卫星的相对运动使得载波存在较大的多普勒频移,必须尽快完成信号捕获。采用PMF-FFT(部分匹配滤波和快速傅里叶变换)方法可以快速捕获GNSS扩频信号,采用频域并行捕获可进一... 在长征四号运载火箭飞行过程中,全球导航卫星系统(GNSS)接收机与卫星的相对运动使得载波存在较大的多普勒频移,必须尽快完成信号捕获。采用PMF-FFT(部分匹配滤波和快速傅里叶变换)方法可以快速捕获GNSS扩频信号,采用频域并行捕获可进一步扩展单次载波多普勒频移的搜索范围,然而PMF-FFT在并行捕获中的扇贝损失降低了捕获性能,需要进行补偿。分析了PMF-FFT捕获中扇贝损失的产生机理,并讨论了单通道及通道间扇贝损失的补偿方法。结果表明:给出的补偿方法可改善扇贝损失,为GNSS接收机快速完成卫星信号捕获奠定了基础,适用于运载火箭等高动态环境下的导航接收机设计,对采用PMF-FFT捕获的扩频类接收机、应答机设计也有一定的工程实用价值。 展开更多

关键词 PMF-FFT 并行捕获 扇贝损失 补偿 高动态 GNSS

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高速UWB-PPM信号传输的并行捕获与检测技术

18

作者 郑光永 段梅梅 《光通信研究》 北大核心 2008年第3期64-66,共3页

高速(≥100 Mbit/s)超宽带-脉冲位置调制(UWB-PPM)信号传输是实现超宽带(UWB)室内通信的关键技术。文章结合UWB二元脉冲位置调制(PPM)的信号特征,采用多个并行积分器捕获簇脉冲能量取得快速同步,同时完成PPM的射频同步检测。系统传输试... 高速(≥100 Mbit/s)超宽带-脉冲位置调制(UWB-PPM)信号传输是实现超宽带(UWB)室内通信的关键技术。文章结合UWB二元脉冲位置调制(PPM)的信号特征,采用多个并行积分器捕获簇脉冲能量取得快速同步,同时完成PPM的射频同步检测。系统传输试验与系统仿真表明,这种检测方式在室内多径信道下有良好的抗码间干扰能力。 展开更多

关键词 超宽带 脉冲位置调制 并行捕获 射频同步检测

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一种利用小波降噪的卫星导航信号并行捕获算法 被引量：3

19

作者 林明达 王竹刚 《电讯技术》 北大核心 2023年第7期956-962,共7页

针对全球定位系统(Global Positioning System,GPS)接收机传统捕获算法计算复杂度高、捕获灵敏度低等缺点,提出了一种可降噪的简化并行码相位捕获(Noise Reduction for Simplified Parallel Code Phase Acquisition,NR-SPCA)算法。该算... 针对全球定位系统(Global Positioning System,GPS)接收机传统捕获算法计算复杂度高、捕获灵敏度低等缺点,提出了一种可降噪的简化并行码相位捕获(Noise Reduction for Simplified Parallel Code Phase Acquisition,NR-SPCA)算法。该算法通过对信号降采样,利用小波变换对二次采样信号作降噪处理,提高了捕获灵敏度;利用GPS信号和C/A码互相关的稀疏性,并行计算降噪后的信号的相关值,提高了运算效率。仿真结果表明,在90%概率捕获成功的前提下,NR-SPCA算法比传统的PCA算法信噪比低1 dB,运算效率提升了100%。该算法还可应用于航天探测、自动驾驶等领域。 展开更多

关键词 GPS接收 信号捕获 并行码相位捕获 小波变换

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多路直扩信号并行IMPA捕获算法仿真实现 被引量：4

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作者 徐定杰 姜利 郭少彬 《中国航海》 CSCD 北大核心 2007年第4期44-49,共6页

针对长PN序列作扩频地址码的多路直扩信号的快速捕获问题,提出多路直扩信号并行IMPA(迭代信息传递算法)捕获方案,该方案能够根据接收信号的信道信息直接生成与各路接收信号序列粗同步的本地伪码序列,改变了传统捕获方法中本地伪码序列... 针对长PN序列作扩频地址码的多路直扩信号的快速捕获问题,提出多路直扩信号并行IMPA(迭代信息传递算法)捕获方案,该方案能够根据接收信号的信道信息直接生成与各路接收信号序列粗同步的本地伪码序列,改变了传统捕获方法中本地伪码序列的生成方式,大大缩短了信号的捕获时间。详细说明了该方案的实现原理和实现方法,并对该方案进行了仿真和实际验证。结果表明该方案能够在低信噪比下实现多路直扩信号的快速捕获,而且实现的复杂度较低。 展开更多

关键词 信息处理技术 多路直扩信号 并行捕获算法 PN序列 迭代信息传递算法 因子图

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