本文關鍵詞：北斗二代B1弱信號捕獲基帶架構的設計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)自2003年建成并成功運營后,已經(jīng)進入了飛速發(fā)展階段。而當今大多數(shù)北斗接收機的捕獲靈敏度低,首次定位時間(Time To First Fix, TTFF)長,捕獲性能不如GPS接收機。因此本文提出了新的北斗捕獲架構,提升了接收機的捕獲靈敏度,降低了其捕獲TTFF。本文重點研究了基于全比特相干算法的三級捕獲架構。首先,調(diào)研了現(xiàn)有的多種快速捕獲算法的優(yōu)缺點,確定了本文基于部分匹配濾波器和全比特相關器的研究路線。其次,針對北斗信號特性,設計了適配于北斗系統(tǒng)的全比特相干算法,從理論上分析了算法的增益和損耗,并對其頻率搜索單元數(shù)量過大的問題提出了頻率單元合并的方法,降低了后續(xù)的硬件開銷,符合接收機實際應用需求。同時使用Matlab對算法進行仿真,結果與理論計算一致。最后,將本文設計的基于全比特相干的捕獲算法用Verilog代碼進行實現(xiàn),改進了部分匹配濾波器后續(xù)的RAM設計,針對全比特相干器設計了NH-RAM和相干RAM,并通過NH相位極值比較篩選NH碼相位,大大減小了RAM的開銷和系統(tǒng)功耗。結合數(shù)字下變頻等其他核心模塊,構成了完整的捕獲引擎。本文基于VCS驗證環(huán)境和FPGA驗證平臺對捕獲引擎進行了功能和性能測試。功能測試表明捕獲引擎能夠在16.368MHz系統(tǒng)時鐘下完成北斗衛(wèi)星信號的捕獲。性能測試表明捕獲引擎能夠正確捕獲功率從-128dBm到-145dBm的北斗衛(wèi)星信號,通過實測得出捕獲基帶的檢測概率和虛警率,總體捕獲性能達到國內(nèi)先進捕獲水平。
【關鍵詞】：北斗接收機 全比特相干算法 頻率合并 NH極值比較
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 選題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)10-12
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及目標12-15
• 第二章 北斗導航系統(tǒng)及捕獲原理15-27
• 2.1 北斗衛(wèi)星信號特征15-17
• 2.2 北斗接收機架構17-18
• 2.3 北斗衛(wèi)星信號捕獲原理及算法18-25
• 2.3.1 捕獲原理18-21
• 2.3.2 匹配濾波器原理21-23
• 2.3.3 PMF+FFT算法23-25
• 2.4 本章小結25-27
• 第三章 BD2弱信號捕獲算法設計27-39
• 3.1 全比特相關器設計27-30
• 3.1.1 NH相關器簡介27-29
• 3.1.2 NH相關器分析29-30
• 3.2 全比特相干算法設計30-36
• 3.2.1 捕獲算法結構圖30-31
• 3.2.2 算法增益損耗分析31-33
• 3.2.3 頻率單元合并33-35
• 3.2.4 門限判決35-36
• 3.3 捕獲算法仿真36-38
• 3.4 本章小結38-39
• 第四章 BD2弱信號捕獲引擎設計39-55
• 4.1 捕獲引擎總體結構39-40
• 4.2 子模塊結構設計40-53
• 4.2.1 數(shù)據(jù)量化40-41
• 4.2.2 數(shù)字下變頻41-43
• 4.2.3 偽隨機碼發(fā)生器43
• 4.2.4 部分匹配濾波器43-45
• 4.2.5 Doppler mixer45-47
• 4.2.6 全比特相關器47-52
• 4.2.7 非相干累加與門限比較52-53
• 4.3 本章小結53-55
• 第五章 BD2捕獲引擎的驗證與分析55-65
• 5.1 驗證平臺55-58
• 5.1.0 信號源55-56
• 5.1.1 功能驗證平臺56-57
• 5.1.2 性能驗證平臺57-58
• 5.2 功能仿真結果58-60
• 5.3 性能測試結果60-62
• 5.4 整體性能評估62-64
• 5.4.1 信號增益對比62-63
• 5.4.2 硬件資源消耗63-64
• 5.5 本章小結64-65
• 第六章 總結與展望65-67
• 6.1 總結65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-69
• 參考文獻69-71
• 作者簡介71

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