擴頻信號壓縮捕獲算法研究與實現(xiàn).pdf

1、高動態(tài)偽碼捕獲是衛(wèi)星導(dǎo)航和航天器測控等領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)。近年來，隨著頻率壓縮搜索和時頻二維壓縮相關(guān)技術(shù)的提出，擴頻信號的壓縮捕獲成為該技術(shù)領(lǐng)域中一個新的研究方向。本文圍繞壓縮捕獲算法，對擴頻信號壓縮捕獲算法進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①總結(jié)了基于FFT的偽碼快捕技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。一類是適用于長碼的FF T/IFFT并行捕獲技術(shù)，在高動態(tài)環(huán)境下捕獲性能受多普勒頻偏影響嚴(yán)重。另一類是適用于高動態(tài)環(huán)境的 FFT頻偏并行捕獲技術(shù)，在

2、捕獲長周期偽碼時資源消耗嚴(yán)重。還介紹了高動態(tài)擴頻接收機的基本結(jié)構(gòu)和三種傳統(tǒng)的捕獲算法。②針對傳統(tǒng)的基于FFT/IFF T的偽碼并行捕獲受多普勒頻偏影響嚴(yán)重的問題，提出將頻率壓縮搜索與FFT偽碼并行捕獲相結(jié)合的改進算法----FCS-DBZP算法。該算法先將接收信號分別映射到不同頻率的子載波上并求和，再進行 FFT偽碼并行捕獲。論文從理論上推導(dǎo)了該算法的虛警與檢測概率、平均捕獲時間等性能，并進行了蒙特卡洛仿真，仿真結(jié)果不僅驗證了理論分析的

3、正確性，還證明改進算法適用于高動態(tài)環(huán)境下的長碼捕獲。③基于二維壓縮相關(guān)算法中的偽碼壓縮相關(guān)思想，提出了一種基于碼相位壓縮相關(guān)器與 FFT頻偏并行捕獲的雙駐留快速捕獲方法----CCPC-FFT算法。在第一駐留階段，利用碼相位壓縮相關(guān)器對相鄰碼相位進行快速、粗略的壓縮搜索，同時利用 FFT完成對多普勒頻偏的并行捕獲；在第二駐留階段，利用傳統(tǒng)的相關(guān)檢測方法對第一駐留捕獲的壓縮碼相位進行逐個精確搜索。給出了雙駐留系統(tǒng)虛警概率、檢測概率、平均捕

4、獲時間的理論分析模型，通過蒙特卡洛仿真驗證了理論分析的正確性。仿真結(jié)果表明，與二維壓縮相關(guān)算法相比，新算法的平均捕獲時間大大縮短，具有更好的動態(tài)性能，可以實現(xiàn)大多普勒頻偏下的偽碼快速捕獲。④研究了CCPC-FFT捕獲算法的FPGA實現(xiàn)方案，設(shè)計了基于流水線的雙駐留捕獲實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，重點設(shè)計了碼相位壓縮相關(guān)器和FFT頻偏捕獲電路的實現(xiàn)方案。最后在FPGA平臺上利用Verilog HDL語言進行了硬件編程實現(xiàn)和功能仿真測試，測試結(jié)果符合預(yù)期指標(biāo)