GNSS接收机捕获算法研究与验证平台的实现

发布时间：2020-05-22 08:18

【摘要】：全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)作为人类科技史上的一项伟大发明,其主要用途从最初单一的军事用途,到现在生活、经济领域的多用途,其影响力越来越大。随着我国经济的不断发展,对于高性能接收机的需求也越来越大。传统接收机的研发过程耗时长,资金消耗大。本文根据课题组已有资源,对接收机捕获算法和算法验证平台展开了相关的研究,主要工作内容如下:1.介绍三种常见的GNSS系统,对它们的信号生成机制进行了研究,分析了卫星信号里伪随机码的自相关特性和互相关特性,建立了接收机的数字基带模型,描述了射频前端的工作流程。2.介绍了捕获的流程,对三种经典的捕获算法进行分析,发现它们都不适用于实际的接收机里。因此,介绍了部分匹配滤波器-快速傅里叶变换(Partially Matched Filter-Fast Fourier Transformation,PMF-FFT)。通过对PMF-FFT的分析,可以发现PMF-FFT的分段数和快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)点数,对捕获性能和资源消耗都有影响。针对这一现象,本文提出了一种新颖的PMF-FFT分配方式,在满足性能的要求下,使资源消耗在理论上达到最少。3.为了解决传统唐检测算法在噪声单元驻留时间长的问题,提出了一种基于剔除门限的唐检测改进算法。该算法根据噪声基底功率与信号功率之间相差较大的特点,通过设置一个剔除门限,减少噪声单元的检测次数。仿真测试结果表明:当信号较强时为-133dBm,剔除门限系数为3时,唐检测的平均检测次数为4.1955,但是改进算法的平均检测次数只有3.3543,而且随着信号强度的变弱改进算法的平均检测次数几乎没有增大;当信号不存在时,改进算法的平均检测次数明显少于唐检测,因此改进算法在实现快速检测的同时适用范围更广。4.研究发现传统N中取M检测算法由于检测次数固定不变,使得捕获时间变长,当信号强度较强时并不需要执行完所有的检测次数。因此提出一种改进的N中取M检测算法。本算法借用了唐检测的思想即N次中只要有M次检测到信号就可以判定信号存在而跳出检测。仿真结果表明:当信号强度较弱时,N中取M的平均检测次数为8,改进算法的平均检测次数为7.3694;信号强度较强为-131dBm时,N中取M平均检测次数为8,改进算法的平均检测次数为5.2234。因此改进算法可以提高捕获速度,尤其是在一些信号强度较强的环境下,同时改进算法的检测概率与虚警概率跟N中取M算法一致。5.对安全数码卡(Secure Digital Memory Card,SD卡)控制器的实现进行了分析,接着对整个算法验证平台的工作流程进行了描述,通过实际测试证明了平台的正确性以及经济价值。
【图文】：

改进算法,门限,硕士学位论文,邮电

重庆邮电大学硕士学位论文判定信号不存在，接着搜索下一单元同t1V 则跟t2V 进行比较，检测量V 大于V大于t1V 则M 就加 1；当检测量 V 跟检行判断，共有四种情况：一是 K=0 时M 和 K 设为初始值；二是 K=A 时信M=N 则信号不存在继续搜索下一单元A 或 0 且 M 也不等于 N，则继续搜索K值加1

内部结构,内存

图 5.2 SD 卡内部结构图部分是 SD 卡用来跟外界进行信息交换的通道有 8 个，这些寄存器存有 SD 卡的属性信息，作电压等，，如果想要访问这些寄存器需要外部制器的主要作用是对接口驱动部分传输进来的对输入的数据进行拆分去掉多余部分保留数据它符合总线传输的要求，是 SD 卡的核心部分到内存和从内存中读出数据；内存是用来存放小有所区别。SD 卡一共有 9 根针脚，一根地令线 CMD，一根时钟线 CLK，4 根数据线 D来传输主机发送给 SD 卡的命令，并接收 SD
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN967.1

【参考文献】