扩频导航接收机中多用户检测技术的研究

摘要

无线电导航系统通过接收、检测地波信号完成定位解算等功能，但由于系统存在的多址干扰和天波干扰，严重影响了接收机的工作性能，本文提出了多用户检测的解决方案来消除它们对接收机性能的影响。 本文首先对系统的工作原理进行论述，对扩频通信的基本理论、CDMA的基本原理做了详细的介绍，分析了天波信号的传播特性，针对天波干扰，建立了多径信道模型，提出了多用户检测的解决方案。 然后针对多用户检测技术，重点介绍和分析了各种多用户检测技术的原理，主要包括传统多用户检测技术、最优多用户检测技术、线性多用户检测技术和非线性多用户检测技术；针对多用户检测的三个技术指标，对各种多用户检测的方法进行了仿真比较。 通过对干扰抵消方法的分析和研究，给出了基于串行干扰抵消器和并行干扰抵消器相结合的混合干扰抵消器结构并作了仿真；结果表明混合干扰抵消器是解决天波干扰的一种较好的实现方案。然后对混合干扰抵消器进行了结构设计，其中包括幅度估计模块、相位估计模块和干扰抵消模块，并对估计误差对干扰抵消性能的影响做了详细的数学推导和分析。 最后完成了混合干扰抵消器的FPGA硬件实现，包括信号重构电路以及干扰抵消电路，给出了第一级天波干扰抵消和第二级地波并行干扰抵消电路图，并在实验室条件下对本次设计进行了实际的验证，结果表明设计的干扰抵消模块能够比较准确的对干扰信号进行估计和重构，可以有效的消除强天波干扰，提高地波信号的信噪比。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要研究内容

第2章无线电导航系统基本原理

2.1扩频通信理论基础

2.2 CDMA基本原理

2.2.1直接序列扩频工作方式

2.2.2扩频码的选取

2.2.3 CDMA信号的技术特性

2.3扩频导航接收机多径信道分析

2.3.1天波传播特性分析

2.3.2多径信道数学模型

2.4本章小结

第3章多用户检测技术

3.1各种多用户检测技术介绍

3.1.1传统检测器

3.1.2最优多用户检测器

3.1.3线性多用户检测器

3.1.4自适应多用户检测器

3.1.5非线性多用户检测器

3.2多用户检测技术的性能指标

3.2.1误码率

3.2.2渐进多用户有效性

3.3各种多用户检测器的仿真比较

3.4本章小结

第4章混合干扰抵消器的设计

4.1混合干扰抵消器

4.2混合干扰抵消器的仿真

4.3混合干扰抵消器的设计

4.3.1幅度估计模块

4.3.2相位估计模块

4.3.3干扰抵消模块

4.4估计误差对干扰抵消性能的理论分析

4.4.1幅度估计误差对抵消性能的影响

4.4.2定时估计误差对抵消性能的分析

4.4.3相位估计误差对抵消性能的分析

4.5本章小结

第5章混合干扰抵消器的FPGA实现

5.1信号重构模块

5.1.1伪码重构电路

5.1.2载波重构电路

5.2延时抵消模块

5.3天波干扰抵消电路

5.4地波并行干扰抵消电路

5.5实验测试结果

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录