avatar avatar 我的文献 卫星导航信号捕获算法的研究和实现 作者 曹硕 单位 中北大学 导师 焦国太; 耿生群 关键词 接收机; 导航信号捕获; 快速傅里叶变换; 匹配滤波器; PMF-FFT
摘要
伪随机码的捕获方法是扩频通信系统中的关键技术之一,伴随着扩频技术的不断发展以及新型导航信号的不断出现,伪随机码捕获技术也在不断的改进。对伪随机码的同步捕获算法研究,国内外研究学者从未间断过。本文主要研究卫星导航信号的捕获算法,着重研究提高导航信号捕获算法性能的一些关键技术环节,并对PMF-FFT捕获算法原理进行分析,在此基础上针对本论文的技术要求进行捕获算法设计,最后在FPGA内实现所设计的捕获算法,并在接收机平台上进行实测。首先,对开展本论文研究的背景进行描述,明确了文章的研究意义,确定了论文的研究方向。在分析扩频通信技术理论的基础上,阐述了BPSK信号调制方式以及BOC信号调制方式,并分别介绍了这两种调制方式的信号性能。其次,详细阐述了导航信号捕获的原理,对一些影响捕获模块性能的关键技术如捕获灵敏度的提高、多普勒频移的影响等进行了研究。简单介绍了几种常用的捕获算法,按照本论文的技术要求选取了性能较好的PMF-FFT捕获方法进行了理论上的分析,对该方法的重要特性进行了数学上的推导,针对技术要求对北斗信号和GPS信号捕获算法进行了详细设计,并在Matlab环境下对此捕获算法进行了仿真,同时对BOC信号的捕获方法进行了分析和研究。最后,根据本文分析设计的PMF-FFT捕获算法,依托于高速发展的FPGA数字技术,在兼顾捕获时间和资源的基础上对捕获模块进行了设计,在DSP-FPGA接收机平台上利用VerilogHDL语言对算法进行实现,并详细介绍了载波生成、伪码生部分、部分匹配滤波器等关键环节FPGA的实现方法。最后利用接收机平台进行实测,验证了所设计并实现的捕获模块的可用性。
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