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首页无线电导航系统中大步进伪码快速捕获技术研究
"一种大步进伪码快速捕获方法的研究 (2006年) - 王伟,徐定杰,沈锋" 在无线通信和导航系统中,尤其是在低信噪比(SNR)环境下,长伪码序列的快速捕获和重捕是至关重要的技术环节。传统的伪码捕获方法在低SNR条件下可能会面临捕获速度慢和效率低下的问题。针对这一挑战,2006年的一篇论文提出了大步进伪码快速捕获方法,旨在提高系统的捕获性能。 大步进伪码快速捕获方法主要基于对长伪码序列的处理策略改进。传统的小步进方法通常逐个码片搜索,而大步进方法则通过较大的码片步长来快速遍历可能的相位偏移,从而大大减少了搜索时间,提高了捕获速度。这种方法的核心在于精心设计步长以平衡捕获速度与误检概率之间的关系。 论文详细阐述了大步进伪码快速捕获的原理,包括如何确定合适的步长以及如何在数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)上实现这一算法。其中,检测概率是衡量正确识别伪码相位的概率,虚警概率则是误报非信号为有效信号的概率。作者深入分析了这两个概率以及平均捕获时间,这些参数对于评估捕获方法的性能至关重要。 通过理论分析和实际应用,该方法显示出较高的捕获灵敏度,即使在低信噪比环境下也能稳定工作。在实际接收机系统中的应用和仿真结果进一步证实了大步进伪码快速捕获方法的优越性。这种方法不仅加快了捕获速度,还降低了对系统资源的需求,使得系统能够更高效地处理低信噪比信号。 大步进伪码快速捕获方法是一种创新的无线导航系统信号处理技术,它在提升系统性能和应对低信噪比环境方面提供了有效的解决方案。这一研究对无线通信、卫星导航等领域具有重要的理论和实践意义,为后续的信号处理算法优化和系统设计提供了新的思路。
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第 卷第 期
哈尔滨工程大学学报
Vol
年 月
Journal of Harbin Engineering University
Oct
一 种 大 步 进 伪 码 快 速 捕 获 方 法 的 研 究
王伟徐定杰沈锋
哈尔滨工程大学 自动化学院黑龙江 哈尔滨
摘要在无线电导航系统中低信噪比的情况下长伪码序列的快速捕获和重捕成为系统必须解决的一个重要问
题针对该问题提出了一种大步进伪码快速捕获方法并给出了大步进伪码快速捕获的原理和实现方法详细分析
了该方法的检测概率虚警概率和平均捕获时间该方法易于采用大规模集成芯片和数字信号处理算法实现且已经
应用到实际接收机系统中仿真结果和实践证明该方法具有较快的捕获速度捕获灵敏度高能够在低信噪比下稳
定工作
关键词捕获检测概率虚警概率捕获时间
中图分类号TN文献标识码A 文章编号
Research on large step code fast acquisition algorithm
WANG Wei XU Dingjie SHEN Feng
College of Automation Harbin Engineering University Harbin China
AbstractIn wireless navigation systems rapid acquisition and reacquisition of the low S N long period PN code is
a crucial challengeTo solve this problem a new method of large step code fast acquisition is proposedThe prob
ability of a false alarm the probability of detection and average acquisition time are discussed in detailThe algo
rithm is prone to work in field programmable gate array FPGA and digital signal processor DSP and has been
used in practical receiverSimulation results and practice show that this method can greatly decrease the acquisition
time while improving the performance of acquisition in low SNR
Keywordssignal acquisition detection probability false alarm probability acquisition time
收稿日期
基金项目哈尔滨工程大学自然科学基金资助项目HEUFT
作者简介王 伟 男 博 士Email chinaww yahoo
com
徐定杰 男博士生导师
陆基无线电导航系统中由于采用的频率比较
低大气噪声大要求采用的扩频码比较长因此对
于低信噪比高动态性并且实时性要求很高的情况
下要完成扩频伪码的快速捕获十分困难国内外关
于这方面已经做了大量的工作提出了很多有价值
的方 法 如 串 行 搜 索 并 行 搜 索 和 匹 配 滤 波 器
等
串行捕获是对每一个伪码相位实施滑动搜
索可工作在信噪比较低的环境下而且硬件开支小
因此得到广泛应用但捕获时间长并行捕获是在同
一时间内对所有可能的载波频率或伪码相位进行搜
索捕获速度快但所需硬件比较复杂匹配滤波器
可以实现信号的快速捕获 但受器件限制位数一般
不超过 位不适合该系统应用在兼顾搜索速度
和硬件复杂度的基础上提出了一种大步进快速捕
获方法该方法的硬件设备比并行捕获简单比串行
捕获复杂但捕获速度较串行捕获明显提高已经应
用在实际的接收机系统中理论分析和实践表明该
方法能够很好的解决低信噪比条件下长伪码序列的
快速捕获问题而且易于采用大规模集成芯片和数字
信号处理算法实现
捕获系统数学模型
捕获是基于伪码序列的自相关特性当本地序
列和接收扩频码序列相位误差在很小的范围之内
时得到的相关值较尖锐设定特定的门限值可以
初步判断接收端是否达到了相位同步图 给出了
DS BPSK 信号捕获原理框图
由于载体和发射台相对运动产生的多普勒频移
会对扩频信号具有双重影响使载波频率由 f
c
变为
f
c
f
d
伪码速率由 R
c
变为 f
d
f
c
R
c
因此第 i 时
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