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极弱信号环境下GPS位同步和载波跟踪技术

航空学报 2010年第6期31卷 1204-1212页

作者：赵琳丁继成孙明舒宇哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

为解决环路未锁定、无法找出正确的导航数据位跳变点时极弱全球定位系统(GPS)信号跟踪问题,通过分析信号跟踪模型和相关器1 ms采样数据特性,将最优路径动态规划算法应用于GPS位同步,并提出基于平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)和位同步结合... 详细信息

为解决环路未锁定、无法找出正确的导航数据位跳变点时极弱全球定位系统(GPS)信号跟踪问题,通过分析信号跟踪模型和相关器1 ms采样数据特性,将最优路径动态规划算法应用于GPS位同步,并提出基于平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)和位同步结合的载波联合跟踪算法。建立了适合位同步的SRUKF载波环参数估计模型,针对位同步的实现条件和无相位频率先验信息的情况,将位同步模块提前,研究设计了环路未锁定时串行和并行两种弱信号跟踪方案。位同步跟踪完成后环路采用单独的SRUKF工作方式。实验结果证实该文提出的算法具有较高的数据位边缘检测概率(EDR)和参数估计性能,而无须关心环路是否处于锁定状态,能够对载噪比低至22 dB/Hz的弱信号实现跟踪。

关键词：全球定位系统位同步最优路径动态规划平方根无迹卡尔曼滤波弱信号载波跟踪

基于长时间差分相关/最大似然法的北斗信号位同步算法

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中国惯性技术学报 2017年第6期25卷 765-769,775页

作者：韩志凤刘建业李荣冰王翌南京航空航天大学导航研究中心南京210016

北斗信号二次编码调制了速率为1 kbps的NH码,频繁的比特跳变将相干积分时间限制在1 ms,需要对信号实现位同步获得比特边缘信息和NH码相位信息。为了实现弱信号、大频偏条件下北斗信号的位同步,解决频繁比特跳变和大频偏对传统位同步算... 详细信息

北斗信号二次编码调制了速率为1 kbps的NH码,频繁的比特跳变将相干积分时间限制在1 ms,需要对信号实现位同步获得比特边缘信息和NH码相位信息。为了实现弱信号、大频偏条件下北斗信号的位同步,解决频繁比特跳变和大频偏对传统位同步算法的性能影响问题,提出了一种基于长时间差分相关的最大似然位同步算法。首先,采用差分相关运算去除剩余频率误差的影响,并将差分延迟时间设定为整数倍比特周期以去除NH码的影响;其次,基于最大似然函数进行差分相关后的相干和非相干检测,提高弱信号条件下的位同步检测概率。最后,采用蒙特卡洛仿真测试分析了载噪比为20~40 d B·Hz、不同频率误差的条件下,此算法与传统位同步算法的检测性能。结果表明在频率误差为50 Hz的条件下,传统位同步方法无法工作,本文提出的算法仍具备较好的检测性能。该算法能够有效地去除北斗NH码频繁相位变化对位同步的影响、减弱频率误差对位同步性能的衰减作用,以及通过相干/非相干累积获得弱信号能力,该算法适用于弱信号、大频率偏差条件下的北斗信号位同步。

关键词：位同步 NH码弱信号北斗

自噪声抑制Gardner算法及位同步环路设计

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红外与激光工程 2017年第6期46卷 180-185页

作者：王磊隋强杜昌澔刘昊中国传媒大学信息工程学院北京100024 北京理工大学信息与电子学院通信技术研究所北京100081

位同步技术是空间激光通信和测控一体化的关键技术之一,位同步的精确与否直接影响整个系统的性能。针对空间激光通信位同步技术中基于Gardner定时误差估计算法易受系统自噪声干扰,提出了一种自噪声抑制Gardner算法,同时基于此算法提出... 详细信息

位同步技术是空间激光通信和测控一体化的关键技术之一,位同步的精确与否直接影响整个系统的性能。针对空间激光通信位同步技术中基于Gardner定时误差估计算法易受系统自噪声干扰,提出了一种自噪声抑制Gardner算法,同时基于此算法提出一种位同步环路。通过对算法理论分析与环路建模仿真结果表明,在E_b/N_0大于9 dB情况下,提出自噪声抑制Gardner算法与位同步环路能够有效地降低同步过程中由于系统自噪声引起的定时抖动,并且拥有更快的位同步建立的时间。

关键词：位同步自噪声抑制 Gardner算法定时恢复激光通信

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一种适用于弱信号的混合差分位同步算法

西安电子科技大学学报 2016年第3期43卷 90-94,154页

作者：路卫军雷登云于敦山北京邮电大学电子工程学院北京100876 北京大学信息科学技术学院北京100871

在弱信号条件下，导航信号跟踪频率偏差大，针对传统位同步算法同步增益低，位同步时间长的缺陷，提出了一种混合差分位同步算法。该算法采用短的相干累加方法，提高了信号的相干增益；同时，利用远距离差分方法，该算法提高了位边界的... 详细信息

在弱信号条件下，导航信号跟踪频率偏差大，针对传统位同步算法同步增益低，位同步时间长的缺陷，提出了一种混合差分位同步算法。该算法采用短的相干累加方法，提高了信号的相干增益；同时，利用远距离差分方法，该算法提高了位边界的识别概率，从而提高位同步算法的增益。实验结果表明，该算法保持了良好的频率偏差容限，在 50Hz 的频率偏差范围内具备良好的同步性能。相较于传统的差分位同步算法，该算法的同步增益提高了3～7dB。

关键词：差分相干位同步低信噪比全球卫星导航系统接收机

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一种基于频率补偿的GPS位同步方法

东南大学学报（自然科学版） 2014年第6期44卷 1144-1148页

作者：刘新宁牛玉祥戴晨东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心南京210096

针对GPS接收机在跟踪过程中由频率误差引起的位同步概率下降问题,提出了一种基于频率补偿的GPS位同步方法.分析了环路中频率误差引起相干积分累加值衰减的机理,利用不同频率的复信号分别对相干积分结果进行补偿,计算出20个候选位置的值... 详细信息

针对GPS接收机在跟踪过程中由频率误差引起的位同步概率下降问题,提出了一种基于频率补偿的GPS位同步方法.分析了环路中频率误差引起相干积分累加值衰减的机理,利用不同频率的复信号分别对相干积分结果进行补偿,计算出20个候选位置的值,最大值对应的位置即为数据边界位置.该方法有效减少了由频率误差导致的相干累加损耗,提高了位同步的概率.在弱信号情况下,使用非相干积分方法可进一步提高信号增益和位同步概率.与其他位同步方法相比,所提方法可容忍更大的频率误差,即使跟踪环路处于失锁状态也能准确实现位同步,且在频率误差小于25 Hz的情况下表现出更优的位同步性能.

关键词： GPS 位同步相干累加频率补偿

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基于DFT的位同步算法及其实现

南京理工大学学报 2007年第6期31卷 758-761页

作者：谭雪琴蒋立平王建新刘中南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

为了更加快速有效地传输信息,研究了1种基于离散傅里叶变换(DFT)的位同步算法,考虑到调制码元波形具有稳定区和过渡区,该算法只对稳定区内的信号采样值按照载波周期做DFT运算提取幅值,通过检测幅值极小值来实现位同步。直接利用调制信... 详细信息

为了更加快速有效地传输信息,研究了1种基于离散傅里叶变换(DFT)的位同步算法,考虑到调制码元波形具有稳定区和过渡区,该算法只对稳定区内的信号采样值按照载波周期做DFT运算提取幅值,通过检测幅值极小值来实现位同步。直接利用调制信号获取位同步信号,不从恢复的基带信号中提取,使得位同步的建立较容易,降低了计算量,简化了通信系统的解调过程。Matlab仿真结果证明:该算法实现位同步的速度快,且在信噪比不低于5 dB时的同步效果都很好,体现了较强的抗噪性,可以满足实际工程的要求。

关键词：位同步离散傅里叶变换载波极小值解调

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矿井移动通信系统中的一种位同步方案

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2006年第1期25卷 94-96页

作者：田子建孙继平王继林中国矿业大学(北京校区)信息研究所北京100083 浙江财经学院信息学院杭州310012

针对矿井通信设备的特殊要求,利用收发信机控制器的定时器模拟数字锁相环来实现位同步,有效地简化了硬件设计,代价只是在每个时隙的信令或语音数据之前加一个方波序列作为位同步,经过位同步序列的调整,使其后的数据在电平的中央被控制... 详细信息

针对矿井通信设备的特殊要求,利用收发信机控制器的定时器模拟数字锁相环来实现位同步,有效地简化了硬件设计,代价只是在每个时隙的信令或语音数据之前加一个方波序列作为位同步,经过位同步序列的调整,使其后的数据在电平的中央被控制器采样,以保证数据正确,根据TDD方式下通信系统对钟频率稳定度的要求,计算并确定了基站和移动台的晶振精度。

关键词：矿井移动通信时分般工位同步数字锁相环