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位长截取及抽取对捕获性能影响分析

摘 要:为设计军民兼容的gps接收机,针对卫星信号负的信噪比,采用截取中频卫星信号,只保留3位有效字长的方法(也即3 b的量化)。由于民码带宽较窄,需对数据进行滤波抽取及位长截取以节约硬件资源,着重分析了有效字长截取和滤波抽取对捕获性能的影响,给出了影响较小的实现方法。仿真表明分析基本可靠,并在牺牲一定信噪比的情况下减少了运算量,获得较快的捕获速度。
  关键词:捕获;信噪比;有效字长;滤波和抽取
  中图分类号:p228文献标识码:a
  文章编号:1004-373x(2010)01-004-04
  
  analysis f interept rd-length and resaple effet n /a de aquisitin perfrane
  qia ing,liu shuyi,pang hunlei
  (teleuniatin engineering institute,air fre engineering university,xi′an,710077,hina)
  abstrat:fr ilitary and ivil patible gps reeiver,the ethd f interepting if signal and hlding 3bit valid rd-length is applied,hih based n inus snr,the filters,resaple and rd-length-intereptin are designed fr saving liited hardare resure.the influene n aquisitin is analyzed and disussed.the valid ethd f realizatin is presented.the siulatin results indiate that the ethd is rret and useful fr rapid aquisitin at the expensive f little snr.
  keyrds:aquisitin;snr;valid rd-length;filter-resaple
  
  0 引 言
  
  通常军民兼容的卫星导航接收机中采样速率是根据军码带宽和捕获精度来设计的。本文所采用的100 hz以上采样速率,远高于l1信号带宽(其中p(y)码带宽为20.46 hz;/a码带宽是2.046 hz)[1,2]。过高的采样频率在提高精度的同时,也造成对后续设备要求高,处理难度大,运算量大,影响捕获速度等问题[3]。而相对较窄的民码不需要高的采样速率,为了节省资源,进行下抽取,以降低数据速率[4]。为防止信号混叠,需设计防混叠滤波器,但滤波器带来了资源的扩散问题,为防止资源扩散需要进行有效位长的截取[5-8]。
  由于伪随机码具有很强的自相关特性,且/a码周期较短,易于捕获,因此本文采用捕获/a码的方法实现定位,在捕获的过程中只保留/a码的信息,而把p码(或y码)的信息引入到另一接口进行军码捕获。/a码带宽较窄,仅为2.046 hz,这一特性也为较高采样频率下的抽取提供了较大的空间。
  
  1 有效字长截取对信噪比的影响分析
  
  1.1 理论分析[9]
  由图1设输入信号具有较高的采样速率,可近似为模拟中频基带信号模型进行分析,设输入信号是x(t),由于相关的伪随机码是g(t),为便于分析设:
  x(t)=ag(t)+n(t)
  (1)
  式中:a包含信号幅度和d(t)数据以及sin(ω0t);g(t)是调制的伪随机噪声码;n(t)为服从n(t)~n(0,σ2)分布的带限高斯白噪声。保留3位有效字长,将其量化为:
  xq(t)=sign{x(t)}*r,x(t)≥δ
  sign{x(t)},x(t)<δ
  (2)
   卫星用户接收机相关器的输出为:
  z(τ)=1t∫t0xq(t)g(t-τ)dt
  (3)
  其输出信号的电压幅度为:
  vs=e1t∫t0xq(t)g(t)dt=e1n∑nk=0xq(k)g(k)
  (4)
   当aδ时,输出噪声功率为:
  pn=e[z2(τ)]=1t2te[xq(u)xq(t)•
  g(u-τ)g(t-τ)]dudt
  (5)
   图1 /a码快速捕获和滤波抽取实现框图
  图1 /a码快速捕获和滤波抽取实现框图
  由于输入为高斯分布,式(5)可近似为:
  pn=e[x2q(t)] /t
  (6)
  输出信噪比为:
  snrut=tv2s2e[x2q(t)]
  (7)
  其中:
   vs=e1n∑nk=0xq(k)g(k)=
  4a2πσ-4a2πσe-δ2/2σ2+4ra2πσe-δ2/2σ2
  e[x2q(t)]=2(1-r2)p[n(t)≤δ]+2r2

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位长截取及抽取对捕获性能影响分析

摘 要:为设计军民兼容的gps接收机,针对卫星信号负的信噪比,采用截取中频卫星信号,只保留3位有效字长的方法(也即3 b的量化)。由于民码带宽较窄,需对数据进行滤波抽取及位长截取以节约硬件资源,着重分析了有效字长截取和滤波抽取对捕获性能的影响,给出了影响较
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