Dissertação

{pt_PT=Comparative Performance Analysis of Scalar and Vector GNSS Receiver Architectures} {} EVALUATED

{pt=A presente tese visa comparar o desempenho entre arquiteturas escalares e vetoriais de recetores GNSS, pricipalmente em relação ao seguimento de código. Primeiramente, é efetuada uma revisão bibliográfica, acompanhada de uma descrição matemática do processo de seguimento de código e do efeito de multi-percurso. As principais diferenças entre arquiteturas escalares e vetoriais são enfatizadas. São descritos dois algoritmos de estimação para navegação: o algoritmo de mínimos-quadrados e o filtro de Kalman extendido (EKF), assim como a sua integração nos recetores escalares e vetoriais. Todas as arquiteturas e algoritmos dos recetores são implementados em MATLAB e simulados em vários cenários e com várias dinâmicas: pedestre, carro, aeronave. Utilizam-se diferentes modulações: BPSK, BOCs(1,1) e CBOC(6,1,1/11), sendo que as duas últimas são utilizadas no sistema Galileo. Um novo discriminador de código, baseado num banco de correladores, foi, também, implementado para processamento do sinal CBOC(6,1,1/11), algo impossível com um discriminador tradicional. Os resultados das simulações mostram que as arquiteturas vetoriais apresentam melhor desempenho que as escalares em praticamente todas as simulações, especialmente em cenários de forte atenuação, independentemente do algoritmo de estimação considerado. Por fim, foi implementado um algoritmo vetorial com seguimento de código e frequência. Obtiveram-se parâmetros para desempenho ótimo e analisou-se a robustez relativamente a baixa potência de receção., en=This thesis addresses the performance comparison between scalar and vector architectures for GNSS receivers, regarding mainly code tracking. First, a review on the important literature is undertaken, alongside a mathematical description of the code tracking process and multipath effect. The main differences between scalar and vector receiver architectures are also highlighted. Two navigation estimation algorithms are described: the least-squares algorithm and the extended Kalman filter (EKF), as well as their integration in scalar and vector receivers. All the receiver architectures, and algorithms are implemented in MATLAB and simulated in a variety of signal reception scenarios and dynamics: pedestrian, car and aircraft. Different signal modulations are utilized: BPSK, BOCs(1,1) and CBOC(6,1,1/11), these last two being used by the Galileo system. Additionally, a new code discriminator based on a bank of correlators was devised for processing of the CBOC(6,1,1/11) signal, which was not possible with the traditional one. Simulation results demonstrate that vector architectures outperform scalar ones in almost all simulations, especially in scenarios of severe attenuation, regardless of the estimation algorithm used. Additionally, a vector algorithm, with simultaneous code tracking and frequency tracking, was implemented. Some simulations where undertaken, culminating in a choice of tuning values for optimal performance, as well as an analysis of robustness to poor signal power.}
{pt=Seguimento vetorial, Seguimento escalar, VDFLL, VDLL, GNSS, en=Vector tracking, Scalar tracking, VDFLL, VDLL, GNSS}

Novembro 29, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Fernando Duarte Nunes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar