北斗二代B1频段弱信号捕获算法研究及其FPGA验证

发布时间:2018-06-20 09:38

  本文选题:北斗信号 + 弱信号捕获 ; 参考:《东南大学》2017年硕士论文


【摘要】:近年来,随着我国北斗卫星系统的不断发展,"北斗二代"系统已经建设完成,具备区域服务能力。我国正在加快建设的北斗全球导航系统,预计到2020年左右完成组网,提供面向全球用户的服务。随着北斗卫星导航系统有关位置服务应用的需求急剧增加,在各种条件下的导航需求都在对导航系统各个方面提出新的要求。在城市里、森林公路或者是在室内,这些环境下导航信号功率会受到多径、穿墙损耗等原因的影响,信号微弱环境下新的导航定位技术越来越受到人们的重视。北斗基带信号处理是北斗接收机中十分重要的一环,捕获与跟踪性能直接决定着整个接收机的整体性能,本文主要针对北斗卫星信号进行弱信号环境下的捕获算法研究及其FPGA实现。本文首先介绍了北斗系统组成及其信号结构与特性,包括导航数据结构、测距码产生原理及其相关特性。其次,介绍了导航接收机的原理和信号捕获的原理,分析并仿真比较了三种传统的捕获算法;并对弱信号环境下捕获算法的改进策略相干积分、非相干积分和差分相干积分进行分析与比较。同时,本文讨论了用于延长数据处理长度的半比特交替法、二倍分组块补零法和全比特法。针对导航电文比特翻转问题,本文研究并设计了反转检测时域并行捕获(TPATD)算法,对算法进行了仿真分析,仿真结果表明该算法能够在虚警概率为10-3时,实现载噪比为28dB/Hz的微弱北斗卫星信号的捕获,且捕获概率不低于0.995。最后,在ISE Design Suite 14.7平台上采用模块划分的方法,利用Verilog语言对反转检测时域并行捕获算法进行了 FPGA实现。针对算法FPGA实现时资源占用不合理的情况,本文提出了改进的实现方案,并利用Xilinx的VC707开发套件进行了板级验证试验。本文所设计的FPGA捕获算法模块能够实现对"北斗二代" B1频带D2信号的捕获功能,可以方便的在芯片上实现,具有较强的实用性和可扩展性。
[Abstract]:In recent years, with the continuous development of Beidou satellite system in China, the "Beidou second generation" system has been built and has regional service capacity. China is speeding up the construction of the Beidou Global Navigation system, which is expected to be completed by 2020 to provide services for global users. With the rapid increase in the requirements of the Beidou Satellite Navigation system for the application of location services, the requirements for navigation under various conditions are putting forward new requirements for all aspects of the navigation system. In cities, forest roads or indoor navigation signal power will be affected by multi-path, wall wear and other reasons. New navigation and positioning technology in weak signal environment has been paid more and more attention. Beidou baseband signal processing is a very important link in the Beidou receiver. The performance of capture and tracking directly determines the overall performance of the whole receiver. In this paper, the acquisition algorithm of Beidou satellite signal in weak signal environment and its FPGA implementation are studied. This paper first introduces the structure of Beidou system and its signal structure and characteristics, including navigation data structure, ranging code generation principle and its related characteristics. Secondly, the principles of navigation receiver and signal acquisition are introduced, and three traditional acquisition algorithms are analyzed and simulated. The incoherent integral and difference coherent integral are analyzed and compared. At the same time, this paper discusses the half-bit alternating method, the two-fold block complement method and the full-bit method for extending the length of data processing. In order to solve the problem of navigation message bit flipping, this paper studies and designs a time domain parallel acquisition TPATD algorithm for reverse detection. The simulation results show that the algorithm can be used when the false alarm probability is 10 ~ (-3). The acquisition of the weak Beidou satellite signal with a carrier to noise ratio of 28 dB / Hz is realized, and the acquisition probability is not less than 0.995. Finally, using the module partition method on ISE Design Suite 14.7 platform, using Verilog language to implement the parallel acquisition algorithm in time domain of reverse detection based on FPGA. In order to solve the problem of unreasonable resource occupation in FPGA implementation, an improved implementation scheme is proposed, and a board level verification test is carried out by using Xilinx VC707 development suite. The FPGA capture algorithm module designed in this paper can capture the "Beidou second generation" B1 band D2 signal, and can be easily implemented on the chip. It has strong practicability and expansibility.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN967.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵小康;;弱信号:识别、探测与应对[J];情报杂志;2010年01期

2 赵小康;;基于弱信号的企业竞争情报搜集[J];图书情报工作;2009年20期

3 王方;;基于元框架的弱信号分析框架模型探讨[J];情报探索;2012年02期

4 何颖;;一种新的弱信号混沌检测判据[J];电脑知识与技术;2012年08期

5 王晓雨;邵波;;基于专家系统技术的弱信号分析系统框架设计[J];情报杂志;2013年10期

6 熊朝华;徐建平;秦洪;李晓冬;;针对弱信号目标的防御体系及对抗过程[J];指挥信息系统与技术;2013年06期

7 胡诞康;微弱信号的测量[J];电子质量;2005年05期

8 方微;邵波;;基于弱信号分析的企业风险识别[J];图书情报工作;2009年14期

9 刘蕊;丁一;梁晓成;孙旭光;;高分辨率阵列感应弱信号采集与处理研究[J];工业控制计算机;2014年02期

10 徐闽斌;李建新;杨天池;;微弱信号的相位检测技术研究[J];信息工程大学学报;2010年01期

相关会议论文 前6条

1 王建辉;牟卫华;欧钢;;一种延长弱信号环境下载波环平均周跳时间的方法[A];第一届中国卫星导航学术年会论文集(上)[C];2010年

2 史晓非;霍伟;邢晓春;刘人杰;;一种弱信号的分离算法[A];中国航海学会船舶机电与通信导航专业委员会2002年学术年会论文集(通信导航分册)[C];2002年

3 张风国;张红波;;GPS弱信号捕获算法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

4 梁远华;苑秉成;;一种弱交流信号智能测量装置设计[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年

5 梁远华;苑秉成;;一种鱼雷接收机弱信号智能测量仪设计[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年

6 伍蔡伦;郑友泉;陆明泉;冯振明;;城区环境下鲁棒定位算法[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年

相关博士学位论文 前1条

1 单彬;认知视角下的弱信号分析及实证研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 叶剑甫;BOC体制下的弱信号捕获与跟踪方法研究[D];电子科技大学;2014年

2 杨磊;密集目标的空间谱估计与稳健波束形成技术[D];西安电子科技大学;2014年

3 雷冬阁;微弱信号的测量以及输入板的设计[D];东北农业大学;2015年

4 周亮;卫星弱信号捕获技术研究[D];电子科技大学;2016年

5 袁先举;北斗新体制下的接收机弱信号捕获研究[D];贵州大学;2016年

6 孔维杰;GPS弱信号中的C/A码捕获算法研究[D];哈尔滨商业大学;2016年

7 王维佳;北斗二代B1频段弱信号捕获算法研究及其FPGA验证[D];东南大学;2017年

8 徐亮;强弱信号测向算法研究[D];西安电子科技大学;2011年

9 周欢;多路弱信号处理及实时数据显示系统的研究[D];天津理工大学;2014年

10 樊静;GPS弱信号的高灵敏度捕获技术研究[D];重庆大学;2012年



本文编号:2043819

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/2043819.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ee518***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com