2011 vnukovskiy msc presentation
DESCRIPTION
Tong detector presentationTRANSCRIPT
![Page 1: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/1.jpg)
Дипломный проект на тему:
«Разработка программно-математических средств для обнаружения сигнала системы спутникового
позиционирования»
Студент: Внуковский Дмитрий Борисович
Руководитель проекта: Мельников Алексей Олегович
Кафедра: ИТ-6
![Page 2: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/2.jpg)
Цель дипломного проекта
Разработка детектора сигналов спутника системы GPS
Задачи
Провести анализ алгоритмов порогового детектирования
Разработать алгоритм определения порога
Разработать алгоритм оценки шумаРеализовать алгоритм Тонга обнаружения сигналаРазработать программное обеспечение для обнаружения сигнала спутникаПровести анализ эффективности разработанных программных средств
2
![Page 3: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/3.jpg)
Структура системы GPSСегмент пользователей
Космический сегмент
Сегмент управления33
![Page 4: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/4.jpg)
Технология расширения спектраРасширение спектра методом прямой последовательности (ПРС) (англ. DSSS — Direct Sequence Spread Spectrum)
Расширение спектра методом линейной частотной модуляции (ЛЧМ) (англ. CSS — Chirp Spread Spectrum).
Псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ) (англ. FHSS — Frequency Hopping Spread Spectrum)
4
![Page 5: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/5.jpg)
Математическая модель сигнала GPS
)(sin2cos2 tnttptdPttctdPts Q
PI и PQ – мощности синфазнойи квадратурной компонент
d(t) – цифровой потоксо скоростью 50 бит/с
с(t) – расширяющий C/A-код
p(t) – расширяющий P-код
– несущая частота L1 врадианах в секунду
– общий сдвиг фаз в радианах
0
1 2 3 4 5 6 7 17 18 19 20
1 бит ( 20 мс)
1 мс
1 чип ( 0.9775 мск)
t
t
t
t
55
n(t) – шумовая составляющая
![Page 6: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/6.jpg)
Типовая структура модуля обнаружения
6
dttStSZT
a 0
)()(
ГКС – Генератор Копии Сигнала
ПУ – Пороговое Устройство
![Page 7: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/7.jpg)
Параллельная корреляция
7
![Page 8: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/8.jpg)
Выход коррелятора
Корреляции для спутника PRN=15
88
![Page 9: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/9.jpg)
Сеть детектора Тонга
9
![Page 10: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/10.jpg)
Алгоритм детектора Тонга
10
![Page 11: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/11.jpg)
Выбор порога детектирования
fant PV ln2
σn - мощность шума
Pa – вероятность ложного обнаружения
11
![Page 12: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/12.jpg)
Оценка шума при помощи коррелятора
12
222 Sx
Nh
Sy
22222
22222
)1(ˆˆˆ
hyhx N
N
22222 1hyhx N
N
- алгоритм оценки шума
-на выходе коррелятора в точке синхронизации
2222
222222
22222h
hhhS
hhShxy NN
- полная энергия сигнала на входе коррелятора
![Page 13: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/13.jpg)
Адаптивная схема коррелятора
13
![Page 14: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/14.jpg)
Структура разработанных программных средств
14
Детектор Тонга
Генератор сигнала
Оценка шума
КорреляторРеальный
сигнал
Определение порога
![Page 15: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/15.jpg)
15
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 50.5
1
1.5
2
SNR,dB
n
Теоретическая мощность шумаОценка мощности шума
Результаты моделирования
![Page 16: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/16.jpg)
Организационно-экономический раздел
16
![Page 17: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Выводы
Разработанный алгоритм оценки шума позволяет организовать адаптивную процедуру выбора порога детектирования
Разработанные программные средства могут использоваться для построения эффективной процедуры детектирования сигнала с расширенным спектром в широком диапазоне изменения отношения сигнал/шум
![Page 18: 2011 Vnukovskiy MSc presentation](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052411/557a8f4bd8b42ac2638b5140/html5/thumbnails/18.jpg)
Благодарю за внимание!