北斗星间链路长码快速直捕算法研究

发布时间：2017-08-23 23:37

  本文关键词：北斗星间链路长码快速直捕算法研究

  更多相关文章： 北斗星间链路 直扩系统 长码捕获 搜索策略 高灵敏度

【摘要】：北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，其中以星间测量和星间通信为代表的星间链路技术，对提高导航卫星星座的生存能力十分重要，也是下一代全球卫星导航系统的发展方向之一。导航星间链路的物理层信号体制多采用扩频通信技术，可是导航星间链路的复杂环境，为扩频通信的关键技术之一捕获带来了一定挑战。 本文旨在研究直接序列扩频体制下的长码捕获算法。首先，通过分析导航星间链路的环境特点与功能需求，提出一种采用长PN码的直接扩系统信号体制。其次，在研究直扩系统原理和长PN码特点基础上，重点研究伪码捕获算法的原理，为长码捕获技术研究提供基础。再次，，对国内外关于长码的捕获算法做了分析与比较，重点关注关键问题如何降低长码捕获时间与资源消耗量。最后，在借鉴和吸收国内外在长PN码捕获技术的基础上，根据导航星间链路的弱信号、大动态、高数据速率和短时突发通信特点，提出一种新的长码直捕算法。该新算法是采用基于FFT的捕获方式,并优化和改进了相关方式、搜索方式、采样率转换、信号累加、码动态补偿及判决策略等模块。论文最后通过理论分析和仿真，验证了所提算法的有效性与正确性。
【关键词】：北斗星间链路 直扩系统 长码捕获 搜索策略 高灵敏度
【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】：TN96.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 论文研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状与趋势11-13
• 1.3 本文主要研究内容与文章结构13-15
• 第2章 基于 UQPSK 调制的北斗星间链路新体制15-27
• 2.1 导航星间链路特点与信号体制15-17
• 2.1.1 导航星间链路特点15-16
• 2.1.2 导航星间链路信号体制16-17
• 2.2 一种新的北斗星间链路信号体制17-26
• 2.2.1 通信方式选择17-19
• 2.2.2 调制解调体制设计19-22
• 2.2.3 伪随机码设计22-25
• 2.2.4 射频频段的选择25
• 2.2.5 基于 UQPSK 调制的长码直扩系统25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 北斗星间链路中长码捕获传统算法分析27-56
• 3.1 捕获中传统检测与估计算法分析27-44
• 3.1.1 相关峰的定量推导27-31
• 3.1.2 相关运算的实现方式31-38
• 3.1.3 弱信号下能量积累算法38-40
• 3.1.4 恒虚警检测与判决算法40-44
• 3.2 长码捕获传统算法分析44-53
• 3.2.1 大规模并行相关器的长码捕获算法44-45
• 3.2.2 基于 FFT 的长码捕获算法45
• 3.2.3 基于均值法的长码捕获算法45-49
• 3.2.4 基于 XFAST 算法的长码捕获算法49-53
• 3.3 北斗星间链路传统捕获算法存在的问题53-55
• 3.3.1 北斗星间链路长码直扩信号体制特点53-54
• 3.3.2 捕获中传统检测与估计算法存在的问题54-55
• 3.3.3 长码捕获传统算法存在的问题55
• 3.4 本章小结55-56
• 第4章 一种改进的低复杂度长码直捕算法56-69
• 4.1 改进的低复杂度长码直捕算法原理56-59
• 4.1.1 改进的基于 FFT 的长码直捕算法56-58
• 4.1.2 改进的伪码相位和载波频偏搜索策略58-59
• 4.2 弱信号下长码直捕性能改善方法59-68
• 4.2.1 基于 Sinc 内插的采样率转换59-60
• 4.2.2 非整数扩频比下本地伪码产生方式60-62
• 4.2.3 高信息速率和弱信号下积累算法62-64
• 4.2.4 大动态下的码多普勒效应改善64-66
• 4.2.5 改进的 Tong 判决策略66-68
• 4.3 本章小结68-69
• 第5章 北斗星间链路长码直捕算法仿真69-80
• 5.1 长码直捕算法性能理论分析69-72
• 5.1.1 捕获概率与虚警概率分析69-71
• 5.1.2 捕获时间分析71-72
• 5.2 长码直捕算法性能仿真与验证72-78
• 5.2.1 搜索策略性能验证72-73
• 5.2.2 积累算法性能仿真73-76
• 5.2.3 码动态补偿算法性能仿真76-78
• 5.2.4 判决策略性能仿真78
• 5.3 本章小结78-80
• 总结80-81
• 参考文献81-84
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单84-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙桦;郝晓鹏;冯文全;尹佳;;基于最小PDOP准则的星间链路拓扑方案[J];北京航空航天大学学报;2011年10期

2 王君,安建平,宋淑娟;一种新的高动态直扩接收机快速码捕获方法[J];北京理工大学学报;2004年05期

3 李健;刘峰;龙腾;;低信噪比下GPS信号P码直接捕获技术[J];北京理工大学学报;2009年01期

4 王俊;吴嗣亮;王菊;;P码直捕的搜索策略与参数设计[J];北京理工大学学报;2010年07期

5 李怀建;刘莉;杜小菁;;高灵敏度GPS信号捕获技术研究[J];弹箭与制导学报;2009年04期

6 李春霞;王飞雪;郭桂蓉;;一阶动态条件下伪随机码信号相关函数研究[J];电子学报;2007年09期

7 杨宁虎;陈力;;卫星导航系统星间链路空间参数与覆盖分析[J];飞行器测控学报;2007年01期

8 宫二玲,王跃科,杨俊;直接序列扩频码元同步的快速捕获及跟踪[J];国防科技大学学报;2003年05期

9 郑晋军;林益明;陈忠贵;初海彬;;GPS星间链路技术及自主导航算法分析[J];航天器工程;2009年02期

10 林益明;何善宝;郑晋军;初海彬;;全球导航星座星间链路技术发展建议[J];航天器工程;2010年06期

本文编号：727959