15892

15892

مقابله با انواع جمينگ در گيرنده هاي تك فركانسه GPS

دكتري

الكترونيك

ارديبهشت 1395

ارديبهشت 1395

دكتر سيد محمدرضا موسوي ميركلائي

دكتر شهريار برادران شكوهي

برق

چكيده سيستم موقعيت ياب جهاني (GPS) كه امروزه به طور وسيعي براي كارهاي نظامي و غيرنظامي به¬كار گرفته مي¬شود، از مخابرات طيف گسترده بهره مي¬گيرد و درنتيجه به طور ذاتي در برابر اختلال¬هاي عمدي و غيرعمدي مقاوم مي¬باشد. از آنجايي كه ماهواره¬هاي GPS در فاصله بسيار زيادي از سطح زمين قرار دارند، توان سيگنال¬هاي GPS هنگامي كه به گيرنده¬هاي زميني مي¬رسند، بسيار اندك است. از اين رو ايجاد اختلال در اين سيگنال¬ها، كار چندان سختي نخواهد بود. به اختلال عمدي، جمينگ گفته مي¬شود و مقابله با آن، از مهم¬ترين چالش¬هاي پيش¬روي اين حوزه است. در اين رساله، دو سيستم ضدجمينگ براي گيرنده¬هاي تك¬فركانسه GPS طراحي شده است. سيستم نخست كه يك سيستم كلاسيك پيش¬ از همبسته¬گيري مي¬باشد، بر مبناي تبديل فوريه كوتاه زمان چندگانه (MSTFT) بوده و به دليل دقت بالايي كه در شناسايي و حذف جمينگ دارد، مي¬تواند با جمينگ¬هاي موج پيوسته (CW) تك¬تون، CW چند تون، چيرپ و نويز باريك¬باند، با نسبت توان جمينگ به سيگنال در محدوده¬اي به اندازه dB 10 وسيع¬تر از روش¬هاي پيشين (بويژه روش مبتني بر تبديل فوريه كوتاه زمان (STFT)) مقابله نمايد. دقت آشكارسازي جمينگ و ساختار سيستم مبتني بر MSTFT به¬گونه¬اي طراحي شده است كه علاوه بر جمينگ¬هاي CW تك¬تون و CW چند تون، امكان حذف جمينگ¬هاي چيرپ و نويز باريك¬باند ¬را توسط فيلترهاي شكاف با پاسخ ضربه نامحدود، فراهم آورده است. بر اساس نتايج به-دست آمده از ارزيابي داده هاي واقعي، دقت بازيابي سيگنال GPS در روش MSTFT نسبت به روش STFT بر اساس معيارهاي ميانگين مربعات خطا (MSE) و بهبود نسبت سيگنال به جمينگ بعلاوه نويز (بهبود SINR) به ترتيب به¬طور متوسط به ميزان 36% و 18% بهبود داشته است. سيستم دوم كه از يك ساختار تركيبي پيش/پس (Pre/Post) از همبستگي¬گيري بهره مي¬گيرد، براي اولين بار مساله دقت در GPS را مدنظر قرار داده و توانسته است حد پايين توان جمينگ قابل مقابله را از ميان بردارد. اين سيستم، با تقسيم وظيفه حذف جمينگ بين دو بلوك پيش و پس از همبسته¬گيري، حجم محاسبات را به ميزان حداقل 5/87% براي سيستم Pre/Post مبتني بر تبديل موجك نسبت به سيستم كلاسيك مبتني بر تبديل بسته موجك كاهش و درنتيجه سرعت پردازش را افزايش داده است؛ لذا قابل استفاده در گيرنده¬هاي متحرك نيز مي¬باشد. ساختار سيستم ضدجمينگ Pre/Post، به دليل استفاده از بلوك نويززدايي در بخش ناوبري، مانع از كاهش دقت گيرنده حتي در حضور جمينگ توان پايين مي¬شود. نتايج آزمايش روي داده¬هاي واقعي، حاكي از افزايش دقت سيستم Pre/Post مبتني بر تبديل موجك نسبت به سيستم كلاسيك مبتني بر تبديل بسته موجك به¬طور متوسط به ميزان 41% مي باشد. اين سيستم نيز قابليت مقابله با جمينگ¬هاي CW تك¬تون، CW چندتون، چيرپ و نويز باريك¬باند را دارد. واژه‌هاي كليدي: گيرنده تك¬فركانسه GPS، حذف جمينگ، دقت مكان¬يابي، MSTFT، WPT.