高靈敏度導(dǎo)航信號(hào)接收技術(shù)與信道編碼設(shè)計(jì)研究.pdf

1、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System, GPS）投入使用以來(lái)，衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)獲得了廣泛應(yīng)用，但其應(yīng)用范圍仍然受到使用環(huán)境的限制，在室內(nèi)、城市峽谷等弱信號(hào)環(huán)境中難以確保服務(wù)性能，接收機(jī)靈敏度已成為制約衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)應(yīng)用范圍的瓶頸。針對(duì)弱信號(hào)環(huán)境下高靈敏度導(dǎo)航接收機(jī)的需求，本文研究了高靈敏度導(dǎo)航信號(hào)接收技術(shù)和適用于導(dǎo)航系統(tǒng)的高增益信道編碼兩個(gè)方面的內(nèi)容。
　　本文研究成果主要包括以下幾個(gè)方面：
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2、針對(duì)弱信號(hào)捕獲中相干積分時(shí)間受到接收信號(hào)高階動(dòng)態(tài)限制的問(wèn)題，本文提出了基于可變長(zhǎng)相干積分的積分時(shí)間優(yōu)化方法，推導(dǎo)了存在高階動(dòng)態(tài)條件下使每次相干積分檢測(cè)損耗最小的相干積分時(shí)間，并在此基礎(chǔ)上分析了非相干積累次數(shù)與捕獲性能的關(guān)系。在相同的總積累時(shí)長(zhǎng)和積累次數(shù)下，可變長(zhǎng)相干積分優(yōu)化方法的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的積分時(shí)長(zhǎng)優(yōu)化方法，頻率變化率越高，非相干積累次數(shù)越大，兩者的性能差距越大。
　?。?）針對(duì)弱信號(hào)捕獲中相干積分時(shí)長(zhǎng)受未知導(dǎo)航電文限制的問(wèn)題，

3、本文提出了基于電文符號(hào)組合格雷碼排序的捕獲方法，可將計(jì)算復(fù)雜度降為直接遍歷電文符號(hào)組合方法的1/(N-1)（N為相干積分包含的導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)量）。對(duì)于GPS L1頻點(diǎn)民用信號(hào)，相干積分長(zhǎng)度不低于100ms時(shí)，本文方法捕獲性能優(yōu)于擴(kuò)展長(zhǎng)度塊積累相干積分算法。為了進(jìn)一步降低電文剝離計(jì)算量，本文提出了改進(jìn)型擴(kuò)展長(zhǎng)度塊積累相干積分算法，該方法具有與電文數(shù)目成正比的線性計(jì)算復(fù)雜度。對(duì)于相同時(shí)長(zhǎng)的GPS L1頻點(diǎn)民用信號(hào)，當(dāng)本文算法每個(gè)分組的電文比

4、特?cái)?shù)目不低于5時(shí)，性能優(yōu)于擴(kuò)展長(zhǎng)度塊積累相干積分算法。
　　（3）針對(duì)弱信號(hào)條件下載波跟蹤環(huán)穩(wěn)健性差的問(wèn)題，提出了一種基于FFT鑒頻器和電文估計(jì)的載波頻率跟蹤方法。本文方法通過(guò)估計(jì)導(dǎo)航電文符號(hào)和比特邊沿延長(zhǎng)了環(huán)路的積分時(shí)間，通過(guò)使用 FFT鑒頻器增大了環(huán)路的牽引范圍，提高了環(huán)路在弱信號(hào)條件下跟蹤載波的穩(wěn)健性。仿真結(jié)果表明，在1Hz/s的頻率變化率下，本文方法能夠跟蹤載噪比12dBHz的GPS L1頻點(diǎn)民用信號(hào)。
　?。?）針

5、對(duì)弱信號(hào)環(huán)境下電文解調(diào)靈敏度低的問(wèn)題，本文提出了一種適用于導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化 LDPC碼。本文提出的碼具有與碼長(zhǎng)成正比的線性編碼復(fù)雜度，其譯碼器可以實(shí)現(xiàn) p（p為碼的H1矩陣的列分塊大小）倍的部分并行譯碼。仿真結(jié)果表明，在相同的碼長(zhǎng)和編碼效率下，本文構(gòu)造的碼具有與GPS L1C信號(hào)中采用的LDPC碼相當(dāng)?shù)男阅堋?br>　　最后，對(duì)論文研究成果進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)下一步要開(kāi)展的工作進(jìn)行了展望。本文研究成果已應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)體制設(shè)計(jì)與終端研制