低信噪比RDSS入站信号快速捕获技术研究

发布时间：2017-05-07 07:09

  本文关键词：低信噪比RDSS入站信号快速捕获技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：卫星无线电测定业务（RDSS）是一种基于扩频调制的定位系统，可以同时为移动用户提供导航、通信等服务，被集成在我国的北斗卫星导航系统中，在军、民、紧急救援等领域有着广泛应用。由于RDSS用户采用短突发方式发射入站信号，，通信时间较短，对信号的同步和解调提出了挑战，而解决这个问题的关键在于捕获时间的长短。因此研究入站信号的快速捕获方法，尤其是低信噪比的信号快捕对我国导航事业发展具有重要意义。 本文针对低信噪比RDSS入站信号的快速捕获方法展开研究，结合伪码扩频信号的捕获原理，设计并实现在低载噪比条件下快速对自主设计的RDSS入站信号进行捕获。 本文首先介绍了RDSS系统和伪码扩频系统的基本原理，分析了扩频信号捕获的相关技术，包括时频二维搜索、累积方法、检测判决策略以及串、并行捕获方法等。结合RDSS入站信号帧格式和快速捕获指标要求，提出了一种基于FFT的二维并行捕获算法，该算法可以在很短的捕获时间里使低信噪比信号获得较高的相干累积增益，并可在20ms完成对RDSS入站信号的快速捕获。其次通过数学推导分析了该算法的性能，并综合仿真结果最终选择了合理的数据预处理方法及检测判决策略，最后给出了算法的FPGA实现方法。该算法已经在FPGA平台上通过了实际测试，测试结果表明，算法能够有效实现并且具有良好的捕获效果，捕获模块的性能可以达到预期指标。
【关键词】：低信噪比 卫星无线电测定业务 快速捕获 快速傅里叶变换
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN914.42
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 本论文研究的目的和意义9
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势9-13
• 1.2.1 北斗卫星导航系统9-11
• 1.2.2 卫星无线电测定业务11
• 1.2.3 扩频信号捕获技术11-13
• 1.3 论文主要工作和内容安排13-15
• 第2章 RDSS 系统原理15-24
• 2.1 伪码扩频原理15-18
• 2.1.1 伪码扩频系统特点15-16
• 2.1.2 伪随机序列16-18
• 2.2 RDSS 系统基本原理18-21
• 2.2.1 RDSS 系统结构18-19
• 2.2.2 RDSS 信号结构19-21
• 2.3 RDSS 入站信号帧结构设计21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 伪码扩频信号的快速捕获24-44
• 3.1 扩频信号捕获基本原理24-27
• 3.2 低信噪比扩频信号的累积27-32
• 3.2.1 相干累积27-29
• 3.2.2 非相干累积29-31
• 3.2.3 累积方法比较31-32
• 3.3 信号检测判决方法32-37
• 3.3.1 检波器32-33
• 3.3.2 检测方法33-35
• 3.3.3 判决策略35-37
• 3.4 伪码扩频信号捕获方法37-40
• 3.4.1 串行捕获37-38
• 3.4.2 时域并行捕获38-39
• 3.4.3 频域并行捕获39-40
• 3.5 伪码扩频信号的二维并行快速捕获40-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第4章 RDSS 入站信号全相干累积二维并行快速捕获方法研究44-69
• 4.1 基于 FFT 的全相干累积二维并行搜索44-50
• 4.1.1 算法描述44-48
• 4.1.2 性能分析48-50
• 4.2 数据预处理50-54
• 4.3 检测判决策略54-57
• 4.4 捕获算法的 FPGA 实现57-64
• 4.4.1 正交下变频和重采样模块58-59
• 4.4.2 码相位并行搜索模块59-60
• 4.4.3 相关结果矩阵读写模块60-63
• 4.4.4 频率并行搜索模块63-64
• 4.5 捕获电路性能64-67
• 4.5.1 捕获时间分析64
• 4.5.2 占用资源分析64-65
• 4.5.3 测试结果65-67
• 4.6 本章小结67-69
• 总结与展望69-70
• 参考文献70-73
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 林茂六,尹宝智,刘治宇;高速采样信号数字内插理论与正弦内插算法研究[J];电子学报;2000年12期

2 马景金;赵金忠;李世宝;;中国卫星导航系统发展现状及应用前景展望[J];地矿测绘;2013年01期

3 金俊坤,吴嗣亮,李菊;基于基2-FFT的伪码快速捕获实现新算法[J];系统工程与电子技术;2005年11期

4 叶飞,陆文福;双星定位系统入站信号在低信噪比条件下的快速捕获[J];中国空间科学技术;1991年03期

5 薛丽;双星定位入站信号中同步头序列的检测[J];中国空间科学技术;1995年02期

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本文编号：349420