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并行高采樣實(shí)現PN碼捕獲的井下擴頻測距方法
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

(中國礦業(yè)大學(xué) 機電與信息工程學(xué)院,北京 100083)

作者簡(jiǎn)介:

孫繼平(1958),男,山西冀城人,教授,博導,工學(xué)博士,主要從事礦井監控與通信方向的研究。[FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:

國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項目(51134024);863計劃資助項目(2012AA062203)。


Underground Spread Spectrum Ranging Algorithm With a Parallel High Sampling Technology of PN Code Acquisition
Author:
Affiliation:

(School of electrical and Information Engineering, China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083,China)

Fund Project:

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    摘要:

    在擴頻測距技術(shù)中,偽隨機(Pseudo-Noise)碼捕獲時(shí)間長(cháng),擴頻信號需要高帶寬信道,井下多徑效應還會(huì )引起PN碼相位延遲,因而使得擴頻測距技術(shù)難以在煤礦井下應用;為了將擴頻測距技術(shù)應用于井下,設計了一種并行的PN碼同步精測算法,利用FPGA高速的并行處理能力,開(kāi)辟L-1條相位彼此相差一個(gè)PN碼片的相關(guān)通道,在各相關(guān)通道中分別對擴頻碼調制的數字基帶信號相關(guān)運算后進(jìn)行高頻率采樣,大幅度提高了信號處理帶寬,能夠在粗同步的基礎上直接得到更高的時(shí)間分辨率;仿真結果表明,所提出的方法能夠抑制井下嚴重的多徑干擾,能將測距PN碼所占帶寬限制在50 MHz以下而測距精度達到1 m以?xún)?是適應煤礦井下特殊環(huán)境的一種高效擴頻測距方法。

    Abstract:

    Spread spectrum ranging technology requires high bandwidth occupation and long duration of PN code acquisition,furthermore,its PN code phase delay problem is serious because of multi-path effect. These factors make it difficult to apply spread spectrum ranging technology in underground coal mines. In order to resolve the awkward situation,a parallel algorithm for PN code precision synchronization was designed making full use of FPGA processor's excellent parallel processing capability . In FPGA,L-1 correlation channels which have a PN code phase differences from each other are allocated,digital baseband signal modulated by PN code is sampled with high sampling after it correlates with the local PN code. This high sampling frequency can greatly improve signal processing bandwidth,so a high time resolution can be obtained only through the coarse synchronization. Experimental results of simulation show that the performance of proposed method can be applied efficiently in coal mine,with high suppression performance over multi-path effect,and the accuracy error of ranging is less than 1 m while the bandwidth occupation of PN code is no more than 50 MHz.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

孫繼平,蔣恩松.并行高采樣實(shí)現PN碼捕獲的井下擴頻測距方法計算機測量與控制[J].,2015,23(7):2259-2262.

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