Относительная фазовая манипуляция




Раздел 1

СИГНАЛЫ GNSS

Лабораторная работа №1

Относительная фазовая манипуляция

Цель работы: реализация относительной фазовой манипуляции в

средах систем Simulink и MatLab.

 

Теоретические сведения:

Спутниковые радионавигационные системы формируют в околоземном пространстве радионавигационное поле. Средства, обеспечивающие навигацию: спутниковые навигационные приемники, станции с дифференциальным режимом (контрольно-корректирующие станции), аппаратура обслуживания принимают и обрабатывают информацию из радионавигационного поля и решают задачи в соответствии с функциональным назначением [1, 2, 3, 4, 8, 9].

На навигационных GPS, ГЛОНАСС и геостационарных спутниках формируются и излучаются следующие сигналы

 

 

где si(t)-сигнал i-го спутника;

t-системное время соответствующего спутника;

Pi,I-мощность синфазной составляющей i-го спутника GPS;

Di(t)-данные i-го спутника GPS;

Ci(t)- C/A- код i-го спутника GPS;

ωL1- круговая частота спутника GPS , соответствующая частоте L1 c учетом доплеровского сдвига;

θ - начальный фазовый сдвиг;

Pi,Q- мощность квадратурной составляющей i-го спутника GPS;

Pi(t)- P- код i-го спутника GPS;

ωL2- круговая частота спутника GPS , соответствующая частоте L2 c учетом доплеровского сдвига;

ωL5- круговая частота спутника GPS , соответствующая частоте5 c учетом доплеровского сдвига;

Pi-мощность сигнала i-го спутника ГЛОНАСС;

Di,ГЛ(t)-данные i-го спутника ГЛОНАСС;

C(t)- код спутника ГЛОНАСС;

ωi,L1- круговая частота i- спутника ГЛОНАСС, соответствующая частоте L1 c учетом доплеровского сдвига;

ωi,L2 - круговая частота i-го спутника ГЛОНАСС, соответствующая частоте L2 c учетом доплеровского сдвига;

Pi,Geo-мощность сигнала геостационарного спутника;

Ci,Geo(t) - код геостационарного спутника;

Di,Geo(t) - данные геостационарного спутника.

 

В выражения (1.1-1.2) составляющие сигнала D(t)(индексы упущены) в идеализированном виде представляют данные, передаваемые навигационными спутниками в виде символов с амплитудой ±1, длительностью 20 миллисекунд и частотой следования 50 Гц.

Составляющие Ci(t) есть псевдослучайные последовательности символов с амплитудой ±1, длительностью 0.97752 микросекунд, частотой следования 1.023 МГц, периодом повторения1 миллисекунда. Составляющие Pi(t) есть псевдослучайные последовательности символов с амплитудой ±1, длительностью 0.097752 микросекунд, частотой следования 10.23 МГц, периодом повторения 7 суток.

В формулах(1. 3, 1. 4) составляющая сигнала D(t) (индексы упущены) в идеализированном виде представляют данные, передаваемые спутниками в виде символов с амплитудой ±1, длительностью 20 миллисекунд и частотой

следования 50 Гц. Составляющие C(t) есть псевдослучайные последовательности символов с амплитудой ±1, длительностью 1.9569 микросекунд, частотой следования 0. 511 МГц, периодом повторения

1 миллисекунда. В формуле (1. 5) составляющая сигнала D(t) (индексы упущены) в идеализированном виде представляют данные, передаваемые геостационарными спутниками, в виде символов с амплитудой ±1 и частотой следования 250 бит/с. Составляющие C(t) есть псевдослучайные последовательности символов с амплитудой ±1, длительностью 0.97752 микросекунд, частотой следования 1.023 МГц, периодом повторения 1 миллисекунда.

Сигналы (1.1-1.6) получили название сигналов с расширенным спектром (spread-spectrumsignal). Такие сигналы характеризуются следующими признаками: полоса частот, в которой передаются данные D(t) значительно шире минимально необходимой; расширение спектра сигнала производится шумоподобными сигналами C(t) или P(t); восстановление данных в приемнике производится путем сопоставления принятого сигнала с его копией после синхронизации. При восстановлении сигнала происходит сужение спектра и выделение полезного сигнала из шумов.

Сигналы навигационных спутников, как на спутниках, так и в навигационных приемниках потребителя подвергаются специальной обработке для эффективной передачи, поиска, обнаружения, слежения, измерения в условиях помех данных без потери информации.

Рассматривается метод относительной фазовой манипуляции, применяемый в системе ГЛОНАСС. Метод осуществляется посредством перекодировки исходной последовательности информационных символов по следующему алгоритму:

Изучаются методы формирования псевдослучайных кодов спутников GPS и ГЛОНАСС, алгоритмы формирования которых основаны на получении псевдослучайных сигналов посредством последовательных регистров сдвига.

Исследуются приемы и методы корреляции псевдослучайных сигналов для нахождения сигнала спутника.

Порядок выполнения работы:

1. Откройте MatLab и запустите Simulink [5, 6].

2. Откройте в Simulink окно для создания нового документа и выполните задание1, 2, 3.

3. Задание 1. Из блоков библиотеки Simulink соберите схему, изображенную на рис. 1.1.

В этой схеме применяются следующие блоки. Блок g_F содержит данные(символы),

которые требуется перекодировать. Блоки delay выполняют задержку на один символ,

блоки mo_d сумматоры по модулю 2. Блок Oscillograph трехканальный осциллограф,

регистрирующий результаты работы схемы.

4. Задание 2. Установите параметры блоков g_F, delay, mo_d в соответствии с рис. 1.2.

5. Задание 3. Выполните моделирование в среде Simulink. Для приведенных входных

данных результат моделирования изображен на рис.1.3

 

 

 

Символы [11101] в сигнальной форме представлены на верхнем графике рис.3 и соответствуют данным, передаваемым по каналу1 (рис. 1.1). Средний график рис. 1.3 есть результат алгоритма (1.7) и соответствует данным, сформированным в канале 2 (рис. 1.1). Нижний график(рис. 1.3) есть результат применения алгоритма(1. 8)- восстановление данных и соответствует данным, сформированным в канале3 (рис. 1.1).

6. Выполните моделирование преобразований по алгоритмам (1.7,1.8) в MatLab.

7. Откройте MatLab и выполните задания 4,5,6.

8. Задание 4.Создайте следующий m- файл.

 

% m- файл процеду

%Алгоритм(1 .7)

% входная последовательность

a=[11 1 0 1];

% выходная последовательность

aout(1)=a(1);

i = 1;

for i = 2 : 5

aout(i)=xor(a(i),aout(i-1));

end

aout %вывод выходной последовательности в командное окно

% Алгоритм(1. 8)

b(1)= aout(1);

for i = 2 : 5

b(i)= xor(aout(i-1),aout(i));

end

b %вывод обратного преобразования в командное окно

9.Задание 5. Выполните m- файл и убедитесь, что результат выполнения соответствует данным, изображенным в командном окне(рис. 1.2, г).

10. Задание 6. Задайте данные для преобразования в виде последовательности из 10 символов. Для заданной последовательности выполните задания1- 4. Результаты выполнения занесите в отчет.

 

Контрольные вопросы:

1. Опишите принцип работы СРНС.

2. Принцип реализации метода относительной фазовой манипуляции.

3. Что такое код Голда?

 

...





Читайте также:
Гражданская лирика А. С. Пушкина: Пушкин начал писать стихи очень рано вскоре после...
Основные направления социальной политики: В Конституции Российской Федерации (ст. 7) характеризуется как...
Перечень актов освидетельствования скрытых работ и ответственных конструкций по видам работ: При освидетельствовании подготовительных работ оформляются следующие акты...

Поиск по сайту

©2015-2022 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:


Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.014 с.