高精度测量接收机中的多径抑制技术研究

本文概述了卫星导航多径干扰信号的特点,分析了多径干扰对接收机测距精度和延迟锁定环的影响,论述接收机测量精度与多径时延、相关间距和接收信号带宽等之间的关系,提出基于序列相关器的脉冲间隙相关的多径抑制技术,最后对窄相关器技术和基于序列相关器的脉冲间隙相关技术进行了仿真和试验验证。     

卫星导航长码信号波形监测方法

由于信号微弱,如何获得在轨导航卫星的清晰信号波形是卫星导航信号质量监测研究中的难点之一,为此提出了一种在轨导航卫星的信号波形监测方法。该方法基于Vernier采样原理,利用大口径抛物面天线对在轨卫星进行信号采集,经过消除初相和残余频率、累加平均和数据组合等处理,获得清晰的码片波形。对于相同码速率的民用信号和长码信号,可确定民用信号和长码信号的伪码相位偏差。利用大口径抛物面天线对北斗卫星进行跟踪,获得了多颗北斗卫星B1频点民用信号和长码信号的码片波形。结果表明,民用信号和长码信号的码片波形的轮廓差异较小,但伪码相位存在偏差。     

相干接收随机多码CDMA在多径衰落信道中的容量性能研究

本文研究采用ＢＰＳＫ调制、相干ＰＡＫＥ接收的随机访问多码ＣＤＭＡ）ＲＡＭＣ＿ＣＤＭＡ）在频率选择性Ｎａｋａｇａｍｉ多径衰落、噪声信道（ＭＦＮＣ）中的容量性能,建立系统模型后,推导出了多用户条件下接收机输出的条件概率分布及判决平均比特误码率,并以Ｒａｙｌｉｇｈ多径衰落、噪声信道为例,计算了系统容量的数值解,分析表明：ＲＡＭＣ－ＣＤＭＡ解决了普通ＤＳ－ＣＤＭＡ系统存在的用户可传信息速率受限的问题,能在     

GPS接收机多径抑制算法研究

研究了窄相关、多径估计延迟锁相环算法(MEDLL)和基于斜率估计(ELS)的GPS接收机多径抑制算法,重点研究了ELS算法,该算法可以在一定的预相关带宽的前提下,通过对相关峰两边的斜率进行估计,达到抑制多径造成的跟踪误差的效果。仿真结果表明,ELS的算法在性能上比窄相关技术更好,接近于MEDLL算法。该算法相对于窄相关技术资源规模增加不大,比MEDLL算法资源规模和计算量都要小很多,易于在硬件上实时实现。     

多径信号相关与信道相关阵列空间谱估计性能

移动通信信号传输过程中不仅存在多径相关或相干信号,多信道接收还存在信道相关性。仿真分析表明,相关信号的谱估计几乎无法分辨;针对信道相关性,引入了信道相关系数矩阵,分析信道相关性对阵列空间谱估计的影响,分析可知,信道相关性增加,阵列的空间谱分辨率显著恶化;文中在同时存在信号相关与信道相关的双重因素下,分析阵列空间谱的估计性能。计算研究分析表明,存在双重因素下空间谱的估计性能显著降低,可能导致阵列侦测系统估计性能明显失效。     

导航卫星发射端多径的高精度测量技术

针对国内外学者关于星体是导致“北斗”卫星码载波偏差随观测仰角存在相关性的主要原因的怀疑,提出了一种导航卫星发射端星体多径的高精度测试方法。利用连续频率调制信号的时域合成,获得窄时域脉冲,通过时域窗函数截取多径信号,从而获得多径的高精度延时和幅度。理论分析和试验验证表明：所提方法简单有效,获得了较高的时域分辨性能和测量精度,由此得出了导航卫星星体多径不是产生码载波偏差主要原因的结论。     

多波形超宽带传输参考脉冲无线电系统性能分析

文章中,我们分析了基于多波形的超宽带传输参考脉冲无线电系统的性能。在不考虑帧间干扰和多径干扰的情况下,我们得出了误符号率的闭式解。接着我们又讨论了多波形传输参考系统的抗帧间干扰能力。通过对比仿真结果,我们发现在有帧间干扰的环境中,多波形传输参考系统能够达到比单波形系统更好的误码率性能。     

多径信号对伪码扩频测距系统性能的影响

分析了多径效应对伪码扩频测距精度的影响,研究了航天测控系统中多径信号的特征,建立了系统的信道模型。利用MATLAB搭建仿真平台,比较了不同环境下多径效应对测距精度的影响。仿真结果表明：测距误差的均值和抖动随着信噪比的增大而减小,莱斯因子越大,测距误差的均值越小;而多径信号的相对延迟越大,多径信号的数量越多,测距误差的抖动越大。     

相干接收随机访问多码CDMA在 多径衰落信道中的容量性能研究

本文研究采用BPSK调制、相干PAKE接收的随机访问多码CDMA(RAMC-CDMA)在频率选择性Nakagami多径衰落、噪声信道(MFNC)中的容量性能.建立系统模型后,推导出了多用户条件下接收机输出的条件概率分布及判决平均比特误码率,并以Rayleigh(Nakagami的特例)多径衰落、噪声信道为例,计算了系统容量的数值解.分析表明RAMC-CDMA解决了普通DS-CDMA系统存在的用户可传信息速率受限(过低)的问题,能在不增加射频带宽的前题下为用户提供高峰值速率信息传送,而且保证了容量没有明显下降.文中还对理论分析的关键结果进行了仿真.     

基于FIR模型的多径抑制方法研究

多径效应是卫星导航系统的主要误差源之一。在现有研究中,基于最大似然估计准则的方法被认为是最佳的多径抑制技术,但是当存在多路信号且路径数量未知时,其计算尤为复杂。本文提出了一种基于FIR模型的多径抑制方法,利用基准相关函数和最小均方误差准则对接收信号进行参数估计和多径信号对消。该方法具有实现简单,易于实时信号处理,计算量与多径路数无关等优点。仿真结果表明,其性能略优于基于最大似然估计准则的MEDLL（Multipath Estimating Delay Lock Loop）技术。      

一种新的GPS多径抑制方法

随着GPS(全球定位系统)技术的广泛应用,人们对GPS的定位精度提出了越来越高的要求,有的已经要求达到cm甚至mm级。差分GPS系统虽然可以消除大部分定位误差,提高定位精度,但是还是无法消除多径信号引起的定位误差。介绍了GPS中多径信号的影响,分析了TK算法和多径监视(MPI)算法抑制多径的优缺点。通过将这2种算法级联,提出了一种新的混合方法(TK-MPI算法),并且取得了更好的定位精度,特别是在低信噪比的情况下具有很好的效果。     

Multipath Mitigation Technique Based on Partial Autocorrelation Function

GPS positioning accuracy in indoor and urban canyons environments is greatly affected by multipaths due to distortions in its autocorrelation function. In this paper, the first sidelobe of Pseudorandom Noise (PN) code autocorrelation is studied and a new multipath mitigation technique based on PN code autocorrelation function is presented. This new technique relies on the detection of the partial autocorrelation function that is affected by multipath signals. The increase in fractional delay of the line-of-sight (LOS) signal is calculated. Simulation results indicate that the proposed technique has superior performance compared with the 0.1-chip-spacing narrow correlator on mitigating multipath signals, especially the short-delay multipath signals. Zhang Zhen obtained his Bachelor’s Degree from Beijing Information and Technology Institute in 1999, Master’s Degree from Tsinghua University, Beijing China, in 2002. He now is a Ph.D. student in Nanyang Technological University. Currently he also works as a Research Associate in the Positioning and Wireless Technology Center (PWTC), NTU. His research interest includes multipath mitigation for GPS, software GPS receiver design, indoor GPS as well as Ultra Wide Band (UWB) based ranging systems. C. L. Law is an Associate Professor in School of EEE, NTU and the Director of PWTC. Dr. Law’s current research area is in Wireless Networks. His research topics are in microwave integrated circuits, indoor wireless channel modeling, analysis of indoor wireless LAN performances and in techniques for overcoming the time-dispersion distortions in high speed wireless LAN. E. Gunawan is an Associate Professor in School of EEE, NTU and his research interest includes Error Correction Codings, Modeling of Cellular Communications Systems, Power Control for CDMA Cellular Systems, MAC Protocols, Multicarrier Modulations, Multiuser Detections, Space-time Coding, Radio-location Systems, UWB and its applications for Human Body Vital Signs Detection, and Powerline Communications.     

一种改进的GNSS多径抑制性能评估方法

多径误差包络曲线是评估多径抑制性能的一种重要方法.一般在研究时,该方法采用简单化多径模型.基于简单化多径模型,分析了与环境相关的多径信号模型.在环境相关的多径模型基础上提出了环境相关的多径误差包络曲线,通过软件仿真了该多径误差包络曲线,并分析比较了2种多径抑制性能评估方法.     

基于信号分离估计理论的GPS多径抑制算法

信号多径效应是全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差的主要来源之一.虽然差分技术可以提高导航系统的定位精度,但由于参考站和用户所处的地理环境不同,因此差分GPS系统仍然不能消除由于卫星信号多径所引起的定位误差.根据GPS多径信号模型的特点,本文提出了一种基于信号分离估计理论的GPS时延估计算法.该算法在信号时延未知情况下,先估计出信号的载波频率,然后根据估计得到频率,利用信号分离估计理论估计信号时延.仿真结果表明,该方法具有很好的估计精度,能够准确的估计出信号时延和频率,有效地抑制信号多径.当存在多径时,本文方法效果明显好于常规方法,并在大多数情况下优于常用的窄带相关算法.     

多径BOC信号捕获性能分析

针对多径情况下存在一阶多普勒变化率的高动态二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)信号捕获困难的问题,本文提出了基于部分匹配滤波器(Partial Matched Filter,PMF)和分数阶傅里叶变换(Fractional Fou-rier Transform,FRFT)相结合的多径情况...     

GPS多径抑制方法的研究与实现

实际的全球定位系统(GPS)测量中,因为多径效应的影响而使定位精度降低.而环路滤波方法中的Strobe相关器可以有效抑制长多径,但对短多径常常无效.为克服此缺点,在传统Strobe相关器的基础上,细化对于同相多径的情况下建模,对于传统Strobe相关器的表达式进行修正,得到改进型Strobe相关器.接着结合SPIREN...     

Galileo接收机多径抑制方法的改进

旁瓣是影响跟踪稳定性的重要误差来源.为解决这一问题,提出了一种改进旁瓣消除技术,与传统的旁瓣消除技术相比其在稳定性上具有一定的优势,有效改善了跟踪的稳定性.针对多径对GNSS系统影响这一问题,将改进的旁辫消除技术与窄相关技术(NC)、高分辨率相关技术(HRC)和早迟坡度技术(ELS)3种多径抑制技术相结合,仿真结果证明...     

利用信号重构的全球导航卫星系统欺骗干扰抑制方法

欺骗式干扰通过发射与真实卫星信号相似的信号误导接收机产生错误的定位结果,具有极大的危害。该文针对转发式欺骗干扰,提出一种基于信号重构的单天线欺骗干扰抑制方法。该方法首先通过参数估计方法估计出欺骗信号载波频率和码相位,然后构建欺骗信号子空间正交投影矩阵以抑制干扰。仿真实验结果表明该方法对欺骗干扰具有良好的抑制效果,能够保障接收机在干扰环境中实现有效定位,并具有较低的运算复杂度。

     

基于全球定位系统的无源雷达多径干扰抑制研究

基于全球定位系统(GPS)辐射源的无源雷达,利用目标对GPS的反射信号工作,由于利用的是非合作信号,因此干扰抑制是此类雷达信号处理的重要研究内容.在本文的研究中,提出采用功率倒谱分析法对多径干扰进行分离.仿真结果结果表明,所采用的方法能很好的抑制多径干扰,为此类雷达的信号处理系统的设计提供了仿真依据.