基于广播信号的定位接收机基带设计与实现

• 作 者: 来奇峰
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2012年01期
• 关键词: 基带 捕获 跟踪 远近效应 CMMB+ FPGA

随着位置服务(Location Based Service,LBS)的应用范围和需求量的迅速扩大,以及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。本论文以此为主题,研究了基于广播信号的定位接收机基带设计中的关键技术,实现了 CMMB+广播定位信号的稳定跟踪,输出定位解算所需要的重要参数。本论文针对CMMB+信号的特殊信号体制,设计了非连续信号的捕获模块、基于叠加码的信号跟踪模块、T-PIC远近效应抑制模块三个基带处理的主要模块。CMMB+信号经过基带信号捕获模块的码相关运算和并行频率搜索可以实现接收机内部信号与接收信号的粗同步;然后,基带通过一定的控制机制启动跟f踪功能,在跟踪模块中的载波环和码环的配合工作下,保持精确跟踪CMMB+信号,完成信号中的载波剥离和伪码剥离,输出定位需要的到达时间TOA等测量参数和解调后的导航电文。进一步,为了抑制信号捕获中的远近效应对弱信号捕获的影响,提高信号的捕获能力,在基带中设计了 T-PIC远近效应抑制模块。在弱信号捕获过程中,复制强信号,并将其从混合信号中去除后,弱信号相关结果中的低噪可以随之降低,相关峰值突出,由此成功捕获弱信。经仿真验证,基带各模块协调工作,性能优越。本基带设计在一块高性能的FPGA中实现后,经过实际CMMB+信号的测试,信号跟踪稳定。T-PIC远近效应抑制模块在强弱信号能量差异在26dB内的条件下,仍保持良好的弱信号捕获能力。在FPGA实现过程中,对各个模块的资源配置和时序设计均作了优化,本系统具有高速、稳定、低功耗等优点。