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大的最佳线性滤波器,它能从存在噪声干扰的观察信号中最佳地判断信号的出现,从而提高系统的检测性能。它实现的最大优点是速度快,在数字通信信号和雷达信号的检测中具有特别重要的意义。匹配滤波器捕获法公式为:
为了进一步对匹配滤波器捕获方法性能进行分析与仿真,现对其软件实现结构进行研究,数字匹配滤波器一般由抽头移位寄存器组、乘法器组和多输入加法器三个部分组成,抽头移位寄存器组存放接收的扩频信号,乘法器组用来求本地扩频码与接收扩频信号的乘积,多输入加法器是一个并行输入输出加法器,它可以在一个数据样点内完成N个并行数据的相加,其和就是要求得的相关值。
33并行伪码相位捕获方案
并行伪码捕获原理其数学原理如下式所示:
如图1所示它是基于数字信号处理中的卷积相关定理和循环相关定理实现并行处理的,输入信号和本地产生的载波信号相乘,本地载波信号生成l路分量及Q路分量,两者可复合得到x(
)I(
)jQ(
),此结果再经过FFT变换。本地同时生成特定卫星编号所对应的CA码,并对CA码按采样频率进行离散化处理,对离散化后的数据进行FFT变化,然后对其进行共扼运算。将上述得到频域变量相乘,得到频域的信号的乘积运算,再进行快速傅里叶反变换,得到时域信号,即得到时域的相关运算,相关值的具体运算可通过快速傅里叶反变换结果的绝对值得到,绝对值的最大值代表了输入信号和本地CA码最大的相关峰值,最大值所对应的序号,即代表了输入信号CA码的初始相位。
图1并行伪码捕获
4性能分析及仿真
41捕获时间分析
串行捕获法采用串行二维搜索方法,本文采用的多普勒频移范围在0~±10KHZ,以500HZ的步长进行遍历搜索,则从而可得线性搜索捕获法完成信号捕获的最大时间为:
匹配滤波器的算法中共需21次多普勒频移搜索即可完成所有频率范围,完成所有频点和码相位搜索所需的最大捕获时间为:
21×0001×204642966s
f并行伪码相位捕获算法是并行搜索码相位,参数设置和匹配滤波器相同。它一次并行搜索即可完成16368个码相位搜索。因此最大搜索时间为:
21×2×1ms42966
由此可见,串行捕获法,会使得捕获时间过长,不能满足接收机对信号的快捕要求,匹配滤波和并行伪码相位算法都大大缩短了捕获时间。
42运算量和占用资源情况的分析
串行时域捕获算法虽然消耗资源最少,但是在捕获时间上不适合我国导航定位系统,这里就不做分析,仅分析匹配滤波器,并行伪码相位捕获算法的资源消耗情况。
图220号串行捕获方案的捕r
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