位长截取及抽取对捕获性能影响分析

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1、位长截取及抽取对捕获性能影响分析　　中图分类号:P228文献标识码:A　　:1004-373X(2010)01-004-04　　　　AnalysisofIntercepting,LIUShouyi,PANGChunlEi　　(TelemunicationEngineeringInstitute,AirForceEngineeringUniversity,Xi′an,710077,China)　　Abstract:FormilitaryandcivilpatibleGPSrecEIver,themethodofin

2、terceptingIFsignalandholding3bitvalidinusSNR,thefilters,resampleanditedhardethodofrealizationispresented.ThesimulationresultsindicatethatthemethodiscorrectandusefulforrapidacquisitionattheexpensiveoflittleSNR.　　Keyple　　　　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

3、度来设计的。本文所采用的100MHz以上采样速率,远高于L1信号带宽(其中P(Y)码带宽为20.46MHz;C/A码带宽是2.046MHz)[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C/A码周期较短,易于捕

4、获,因此本文采用捕获C/A码的方法实现定位,在捕获的过程中只保留C/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。C/A码带宽较窄,仅为2.046MHz,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

5、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)]

6、=1T2TE[XQ(u)XQ(t)•　　G(u-τ)G(t-τ)]dudt　　(5)　　图1C/A码快速捕获和滤波抽取实现框图　　图1C/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:　　SNRout=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)

7、≤Δ]+2r2　　故输出信噪比为:　　SNRout=TV2s2E[X2Q(t)]=　　4TA2πσ2*[1-e-Δ2/2σ2+r*e-Δ2/2σ2]22(1-r2)P[n(t)≤Δ]+2r2　　不考虑扩频增益:　　SNRout=TV2s2E[X2Q(t)]　　=4TA2πσ2*[1-e-Δ2/2σ2+r*e-Δ2/2σ2]22(1-r2)P[n(t)≤Δ]+2r2　　SNRin=A2/σ2　　故增益为:　　Gp=SNRoutSNRin=2(1-e-Δ2/2σ2+r*e-Δ2/2σ2)2π(1-r2)P[n(t)≤

8、Δ]+r2　　若采用1b量化,即Δ=0,有:　　Gp=2π*r2r2=2π　　(8)　　若加上1个符号位也就是说采用2b量化,可由式(8)计算得信噪比损耗为-1.96dB。　　若采用3b量化(加1个符号位),若取r=3,Δ=σ有:　　Gp=2π*(1+2*e-Δ2/2σ2)29-8P[n(t)≤Δ]=0.875=-0.562dB　　1.2仿真验证　　根据以上理论分析,取实