TC-OFDM定位接收机载波环路设计及多径抑制算法研究
发布时间:2020-12-26 09:45
室内环境下,北斗、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等卫星信号质量较差,导致接收机定位性能急剧下降,甚至不能工作。时分码分正交频分复用(Time&Code Division-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,TC-OFDM)系统复用移动通信网资源,利用移动通信网基站实现网络建设,能够实现广域高精度室内外无缝位置信息服务。本文围绕TC-OFDM接收机跟踪环路研制中遇到的载波跟踪环路收敛速度慢、环路不稳定、多径干扰下跟踪精度低等问题,提出了基于自适应权值调整的载波跟踪算法和短多径抑制算法。主要研究内容如下:1、针对接收机载波环路收敛速度慢以及室内信号功率瞬间大幅度变化带来的环路不稳定的问题,提出了基于自适应权值调整的载波跟踪算法。根据频率误差与相位误差构建自适应权值调整算法,算法能自适应地调整鉴频值与鉴相值对环路的影响,使环路同时具备在大频率误差下快速完成频率牵引和在小频率误差下实现相位迅速收敛的能力;构建了一种基于卡尔曼滤波器的环路滤波器,能够快速响应信号功率瞬间大幅度变化的情况。仿真结果...
【文章来源】:北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:94 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-1系统总体架构??如图2-1所示,TC-OFDM定位系统主要由定位授时卫星、通信导航融合基??站、用户终端以及室内增补系统组成
共频带定位信号的功率谱密度与通信信号底部的功率谱密度重合,??实测图中,下方的根升余弦为定位信号,根升余弦上方为通信信号的OFDM子??载波。??(3)用户定位终端??用户定位终端接收基站或增补器的信号,通过射频前端对中频信号下变频以??及ADC输出,然后对导航信号进行捕获、跟踪、比特同步、解电文以及定位解??算,实现高精度定位功能。??(4)室内增补系统??在大型商场、地下车库等场景中,通信导航融合基站信号无法完全覆盖该区??域,室内增补系统可辅助实现室内定位信号的连续覆盖。??2.2?TC-OFDM定位接收机载波环路??TC-OFDM定位接收机将天线接收到的导航信号经过射频前端的处理变成??零中频的数字信号,为了获取定位信息,TC-OFDM接收机每个信号通道对定位??
载波跟踪环的目的是尽力使本地复现的载波信号与接收到的导航载波信号??保持一致,从而通过混频机制彻底剥离导航信号中的载波[36]。TC-OFDM接收机??采用锁频环牵引锁相环的载波跟踪环路,结构如图2-3。??q(t,?|?QW??I??Qk^)??积分清除???90°???^????一-2 ̄ ̄1?[―锁频环环路滤波器^?鉴频器^ ̄??接收信号一 ̄1 ̄ ̄?????—1—????Q^) ̄-?NCO??J?^?——环路选择器??'?——锁相环环路滤波器- ̄t鉴相器<<—??yjt)?I?? ̄积分清除???L成器」???i(t)??图2-3?TC-OFDM载波跟踪环路结构图??载波跟踪环路主要由NCO、环路滤波器、鉴别器、环路选择器、积分清除??器组成。接收信号与本地复现的信号相乘进行载波与码的剥离;积分清除器对信??号中的高频成分进行滤除并实现对信号的积分累加;环路选择器根据环路状态信??息选择是锁频环还是锁相环处于工作状态;环路滤波器对鉴频误差或鉴相误差进??行滤波;NCO对本地复现载波的频率进行调整。??捕获后的伪码相位己经实现了粗同步,作为输入信号,匕;(〇与^<(0??为本地复现的正弦载波与余弦载波信号:??(/)?=?sj2AD(t)?sin(cj;t?+?Gt)?+?n?(2-1)??V〇s(t)?=?^2sm(coj?+?0J?(2-2)??Kc?(〇?=?^2?cos(cuj?+?Gu)?(2-3)??与0分别为输入信号的频率与初相位
【参考文献】:
期刊论文
[1]一种改进扩展卡尔曼滤波算法的GPS多径抑制应用[J]. 李基武,符强,孙希延,黄仁义,刘迎. 测绘科学. 2018(06)
[2]TK-MEDLL算法的GNSS实测数据多径分析[J]. 杨茜,秦红磊,袁赫良. 导航定位学报. 2017(02)
[3]一种优化高斯粒子滤波的载波频偏估计算法[J]. 焦玲,蒋磊,许华,童骞,何启亮. 微电子学与计算机. 2016(05)
[4]GPS接收机PLL与卡尔曼跟踪环路性能分析[J]. 王丽华,李博扬,寇建辉. 现代导航. 2016(01)
[5]载波相位平滑伪距算法研究与精度分析[J]. 隋叶叶,杨小江,柳涛. 电子设计工程. 2013(08)
[6]室内定位现状与发展趋势研究(英文)[J]. 邓中亮,余彦培,袁协,万能,杨磊. 中国通信. 2013(03)
[7]基于混合粒子滤波的载波估计算法[J]. 张华,张有光,李国彦. 北京航空航天大学学报. 2013(02)
[8]基于最大似然估计的高动态GPS载波跟踪环[J]. 向洋,胡修林. 电子学报. 2010(07)
[9]利用Teager-Kaiser算子的多径信号抑制[J]. 周非,黄顺吉. 电子科技大学学报. 2007(04)
[10]基于FLL/PLL相结合的载波跟踪在导航接收机中的应用[J]. 沈锋,徐定杰,薛冰. 中国航海. 2004(02)
博士论文
[1]GNSS/INS组合导航滤波算法及可靠性分析[D]. 蒋晨.中国矿业大学 2018
硕士论文
[1]低信噪比高动态下直扩信号载波跟踪技术研究[D]. 钟春晖.西安电子科技大学 2016
[2]室内无线传播模型的研究[D]. 柴培亮.杭州师范大学 2012
[3]扩频测距系统中的多径消除算法研究[D]. 刘荟萃.国防科学技术大学 2005
本文编号:2939460
【文章来源】:北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:94 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-1系统总体架构??如图2-1所示,TC-OFDM定位系统主要由定位授时卫星、通信导航融合基??站、用户终端以及室内增补系统组成
共频带定位信号的功率谱密度与通信信号底部的功率谱密度重合,??实测图中,下方的根升余弦为定位信号,根升余弦上方为通信信号的OFDM子??载波。??(3)用户定位终端??用户定位终端接收基站或增补器的信号,通过射频前端对中频信号下变频以??及ADC输出,然后对导航信号进行捕获、跟踪、比特同步、解电文以及定位解??算,实现高精度定位功能。??(4)室内增补系统??在大型商场、地下车库等场景中,通信导航融合基站信号无法完全覆盖该区??域,室内增补系统可辅助实现室内定位信号的连续覆盖。??2.2?TC-OFDM定位接收机载波环路??TC-OFDM定位接收机将天线接收到的导航信号经过射频前端的处理变成??零中频的数字信号,为了获取定位信息,TC-OFDM接收机每个信号通道对定位??
载波跟踪环的目的是尽力使本地复现的载波信号与接收到的导航载波信号??保持一致,从而通过混频机制彻底剥离导航信号中的载波[36]。TC-OFDM接收机??采用锁频环牵引锁相环的载波跟踪环路,结构如图2-3。??q(t,?|?QW??I??Qk^)??积分清除???90°???^????一-2 ̄ ̄1?[―锁频环环路滤波器^?鉴频器^ ̄??接收信号一 ̄1 ̄ ̄?????—1—????Q^) ̄-?NCO??J?^?——环路选择器??'?——锁相环环路滤波器- ̄t鉴相器<<—??yjt)?I?? ̄积分清除???L成器」???i(t)??图2-3?TC-OFDM载波跟踪环路结构图??载波跟踪环路主要由NCO、环路滤波器、鉴别器、环路选择器、积分清除??器组成。接收信号与本地复现的信号相乘进行载波与码的剥离;积分清除器对信??号中的高频成分进行滤除并实现对信号的积分累加;环路选择器根据环路状态信??息选择是锁频环还是锁相环处于工作状态;环路滤波器对鉴频误差或鉴相误差进??行滤波;NCO对本地复现载波的频率进行调整。??捕获后的伪码相位己经实现了粗同步,作为输入信号,匕;(〇与^<(0??为本地复现的正弦载波与余弦载波信号:??(/)?=?sj2AD(t)?sin(cj;t?+?Gt)?+?n?(2-1)??V〇s(t)?=?^2sm(coj?+?0J?(2-2)??Kc?(〇?=?^2?cos(cuj?+?Gu)?(2-3)??与0分别为输入信号的频率与初相位
【参考文献】:
期刊论文
[1]一种改进扩展卡尔曼滤波算法的GPS多径抑制应用[J]. 李基武,符强,孙希延,黄仁义,刘迎. 测绘科学. 2018(06)
[2]TK-MEDLL算法的GNSS实测数据多径分析[J]. 杨茜,秦红磊,袁赫良. 导航定位学报. 2017(02)
[3]一种优化高斯粒子滤波的载波频偏估计算法[J]. 焦玲,蒋磊,许华,童骞,何启亮. 微电子学与计算机. 2016(05)
[4]GPS接收机PLL与卡尔曼跟踪环路性能分析[J]. 王丽华,李博扬,寇建辉. 现代导航. 2016(01)
[5]载波相位平滑伪距算法研究与精度分析[J]. 隋叶叶,杨小江,柳涛. 电子设计工程. 2013(08)
[6]室内定位现状与发展趋势研究(英文)[J]. 邓中亮,余彦培,袁协,万能,杨磊. 中国通信. 2013(03)
[7]基于混合粒子滤波的载波估计算法[J]. 张华,张有光,李国彦. 北京航空航天大学学报. 2013(02)
[8]基于最大似然估计的高动态GPS载波跟踪环[J]. 向洋,胡修林. 电子学报. 2010(07)
[9]利用Teager-Kaiser算子的多径信号抑制[J]. 周非,黄顺吉. 电子科技大学学报. 2007(04)
[10]基于FLL/PLL相结合的载波跟踪在导航接收机中的应用[J]. 沈锋,徐定杰,薛冰. 中国航海. 2004(02)
博士论文
[1]GNSS/INS组合导航滤波算法及可靠性分析[D]. 蒋晨.中国矿业大学 2018
硕士论文
[1]低信噪比高动态下直扩信号载波跟踪技术研究[D]. 钟春晖.西安电子科技大学 2016
[2]室内无线传播模型的研究[D]. 柴培亮.杭州师范大学 2012
[3]扩频测距系统中的多径消除算法研究[D]. 刘荟萃.国防科学技术大学 2005
本文编号:2939460
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2939460.html