室内外定位接收机的干扰抑制技术研究与实现

论文摘要

随着社会的发展和科技的进步,人们对基于位置服务的需求增加,位置服务已经很自然地使当今IT行业内最具活力的三大产业—卫星导航、移动通信和Internet联系在一起,并形成一个独具特色、前景无限广阔的新兴产业。另外室内高精度定位在我国公共安全应急救援领域需求迫切,展开城市室内外高精度定位关键技术研究具有重大意义。然而,在室内复杂环境下卫星导航系统难以定位,因此开发融合卫星导航定位系统的室内外无缝定位系统很有必要。在此课题的支撑下,本论文主要从远近效应和多径两方面研究T C-OFDM定位接收机的干扰抑制技术,旨在提高在室内外复杂环境下定位接收机的弱信号捕获跟踪能力,定位信号的解调能力,为室内外高精度定位提供保障。远近抑制方面：第一,本文提出一种逐级捕获的互相关干扰减轻算法。其思想是先将强信号从中强信号中剥离出去,再将中强信号从弱信号中剥离,于是通过三级解调,强信号、中强信号、弱信号均被捕获,其中每两级的信号强度差异在24dB以内。该算法在FPGA基带中实现后,接收机匹配基站信号IPDL播发方式,能够在强弱信号相差27dB时,实现对弱信号的有效捕获。第二,本文从信号体制扩频码参数优化方面提出一种局部替换码方案,搭建远近效应抑制实验平台验证,证明其具有更优的远近效应抑制能力。多径抑制方面：本文从码环调整的角度出发,提出一种基于可变积分时间的窄相关。按照多径模型用matl ab生成不同参数的多径数据,并利用它们分别进行多路径消除MET,超前减滞后幅值法,窄距相关器,基于可变积分时间窄相关的码环鉴相的捕获跟踪仿真。分析码环鉴相误差仿真数据,得出基于可变积分时间窄相关的多径抑制能力最优的结论,保证了接收机基带的捕获跟踪能力,提升了定位精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究现状
• 1.2.1 室内定位技术发展现状
• 1.2.2 干扰抑制技术的发展现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 室内外定位接收机总体结构及相关理论
• 2.1 TC-OFDM定位信号体制
• 2.1.1 CMMB信号体制及定位扩频码码制
• 2.1.2 TC-OFDM信号体制分析
• 2.2 室内外定位接收机总体结构
• 2.2.1 接收天线
• 2.2.2 射频前端
• 2.2.3 基带数字信号处理
• 2.3 接收机基带相关理论
• 2.3.1 码相位捕获
• 2.3.2 并行相关器
• 2.3.3 频率搜索
• 2.3.4 载波剥离混频
• 2.3.5 锁相环
• 2.3.6 码环
• 2.4 本章小结
• 第三章 远近效应抑制技术
• 3.1 远近效应概述
• 3.1.1 远近效应的分类
• 3.1.2 远近效应抑制的现有技术
• 3.2 基于IPDL播发方式的远近效应抑制
• 3.3 基于互相关干扰减轻算法的远近效应抑制
• 3.3.1 互相关干扰理论分析
• 3.3.2 互相关干扰减轻算法原理及抑制效果
• 3.4 基于信号体制扩频码参数优化的远近效应抑制
• 3.4.1 不同码长的扩频码抗多址干扰分析
• 3.4.2 局部替换码方案
• 3.4.3 复合信号的相关性能仿真
• 3.4.4 基于频分的扩频码信号
• 3.5 本章小结
• 第四章 多径抑制技术
• 4.1 多路径效应概述
• 4.1.1 多路径效应
• 4.1.2 多径抑制的现有技术
• 4.2 多径对接收机跟踪的影响
• 4.3 基于可变积分时间窄相关的多径抑制
• 4.4 本章小结
• 第五章 接收机干扰抑制技术的验证与实现
• 5.1 接收机开发环境介绍
• 5.1.1 FPGA概述
• 5.1.2 Quartus Ⅱ开发环境介绍
• 5.1.3 FPGA开发设计流程
• 5.2 基于远近效应抑制实验平台的搭建验证
• 5.3 远近效应抑制的仿真与实现
• 5.3.1 远近效应抑制的仿真
• 5.3.2 互相关减轻的FPGA实现
• 5.4 多径抑制的仿真与实现
• 5.4.1 基于可变积分时间的窄相关的多径抑制仿真分析
• 5.4.2 多径抑制的FPGA实现
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间申请专利目录