一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，步驟一，對接收的中頻信號分別乘以本地載波的同相分量和正交分量，獲得剝離載波后的I路信號和Q路信號；步驟二，對I路信號進(jìn)行匹配濾波處理，對Q路信號進(jìn)行匹配濾波處理；步驟三，將經(jīng)過匹配濾波處理的I路信號作為實(shí)部，將經(jīng)過匹配濾波處理的Q路信號作為虛部，組成一路復(fù)信號；步驟四，將該路復(fù)信號進(jìn)行模方運(yùn)算；步驟五，將該路復(fù)信號的能量值進(jìn)行M次累加處理；步驟六，判斷連續(xù)兩次的能量累加值中的最大值是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果是，則捕獲成功，如果不是，將本地載波的頻率增加Δf，則重復(fù)步驟一到步驟六。解決了現(xiàn)有捕獲方法中同步頭中數(shù)據(jù)的大量使用降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎托盘柕碾[蔽性的問題。
【專利說明】一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，屬于擴(kuò)頻通信信號捕獲領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必 需的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的偽隨機(jī)序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來 實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳 信息數(shù)據(jù)。偽隨機(jī)碼具有雙值自相關(guān)特性，它保證了同步相關(guān)操作獲得的輸出遠(yuǎn)大于非同 步相關(guān)輸出值。在接收端，必須要知道接收信號的頻偏與碼偏才可以成功解擴(kuò)出數(shù)據(jù)，所以 要對接收到的信號進(jìn)行頻偏和碼偏的捕獲與跟蹤。在突發(fā)通信中，要在傳送數(shù)據(jù)之前加一 組全〇或者全1的同步頭，利用此同步頭來捕獲信號的頻偏和碼偏。在捕獲過程中，它的處 理方式是利用本地PN碼與接收數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)操作，對相關(guān)值進(jìn)行模方運(yùn)算得到能量值，為 了提高捕獲可靠性和抗噪聲能力，一般進(jìn)行能量累加。每N個(gè)PN周期數(shù)據(jù)進(jìn)行一次累加， 累加 Μ次，則需要MXN個(gè)PN周期數(shù)據(jù)；相關(guān)累加次數(shù)越多，捕獲效果越好，時(shí)間也越長，但 是同步頭中數(shù)據(jù)的大量使用也會降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎托盘柕碾[蔽性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，解決了現(xiàn)有捕獲方法中同步頭 中數(shù)據(jù)的大量使用降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎托盘柕碾[蔽性的問題。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，包括以下步驟，
[0006] 步驟一，對接收的中頻信號分別乘以本地載波的同相分量和正交分量，獲得剝離 載波后的I路信號和Q路信號；設(shè)中頻信號的頻率為f。，ΡΝ碼的碼速率為R。，一個(gè)ΡΝ周期 數(shù)據(jù)有P個(gè)點(diǎn)，頻率步進(jìn)量為Af = Re/2,步進(jìn)次數(shù)2N+1，頻率范圍fe_NAf?fe+NAf，本 地載波的頻率為f， m e (-N，N)，其中N為正整數(shù)；
[0007] 步驟二，對I路信號進(jìn)行匹配濾波處理，對Q路信號進(jìn)行匹配濾波處理；
[0008] 步驟三，將經(jīng)過匹配濾波處理的I路信號作為實(shí)部，將經(jīng)過匹配濾波處理的Q路信 號作為虛部，組成一路復(fù)信號；
[0009] 步驟四，將該路復(fù)信號進(jìn)行模方運(yùn)算，獲得能量值；
[0010] 步驟五，將該路復(fù)信號的能量值進(jìn)行Μ次累加處理，獲得Μ組能量累加值，Μ為不 小于二的正整數(shù)；
[0011] 步驟六，判斷連續(xù)進(jìn)行兩次累加處理獲得的兩組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值中的兩個(gè)最 大值是否均大于預(yù)設(shè)的閾值，如果是，則捕獲成功，如果不是，將本地載波的頻率增加 Λ f， 重復(fù)步驟一到步驟六，直到捕獲成功。
[0012] 步驟二中的匹配濾波系數(shù)為PN碼序列的反序列。
[0013] 步驟四中通過模方運(yùn)算獲取能量值的具體過程為：分別對步驟三中所得到的復(fù)信 號中的實(shí)部和虛部進(jìn)行平方運(yùn)算，再對其進(jìn)行相加運(yùn)算，最終得到信號的能量值。
[0014] 所述Μ次累加處理包括Μ次累加，第一次累加從第一個(gè)PN周期的數(shù)據(jù)開始，取前 Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累加，獲得第一組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值；第二次累加從第 二個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)開始，再取前Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累加，獲得第二組Ρ個(gè)點(diǎn) 的能量累加值，以此類推，第Μ次累加從第Μ個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)開始，再取前Ν個(gè)ΡΝ周期的 數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累加，獲得第Μ組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值。
[0015] 捕獲成功時(shí)的本地載波的頻率偏移即為多普勒頻率，零起點(diǎn)與最大的能量累加值 對應(yīng)的點(diǎn)之間的差值即為碼偏。
[0016] 所述預(yù)設(shè)的閾值的選取是通過對Ν個(gè)ΡΝ周期數(shù)據(jù)的能量值取平均，再與自適應(yīng)閾 值系數(shù)3相乘獲得。
[0017] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：本發(fā)明減少了同步頭中數(shù)據(jù)量的使用，使信號具有更 好的隱蔽性與安全性，同時(shí)又提高了捕獲速度，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的流程圖。
[0019] 圖2為Μ次累加處理的實(shí)現(xiàn)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021] 如圖1所示，一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，包括以下步驟：
[0022] 步驟一，對接收的中頻信號分別乘以本地載波的同相分量和正交分量，獲得剝離 載波后的I路信號和Q路信號；設(shè)中頻信號的頻率為f。，ΡΝ碼的碼速率為R。，一個(gè)ΡΝ周期 數(shù)據(jù)有P個(gè)點(diǎn)，頻率步進(jìn)量為Af = Re/2,步進(jìn)次數(shù)2N+1，頻率范圍fe_NAf?fe+NAf，本 地載波的頻率為f， m e (-N，N)，其中N為正整數(shù)。
[0023] 步驟二，對I路信號進(jìn)行匹配濾波處理，對Q路信號進(jìn)行匹配濾波處理；其匹配濾 波系數(shù)為PN碼序列的反序列。
[0024] 步驟三，將經(jīng)過匹配濾波處理的I路信號作為實(shí)部，將經(jīng)過匹配濾波處理的Q路信 號作為虛部，組成一路復(fù)信號。
[0025] 步驟四，將該路復(fù)信號進(jìn)行模方運(yùn)算，獲得能量值。
[0026] 通過模方運(yùn)算獲取能量值的具體過程為：分別對步驟三中所得到的復(fù)信號中的實(shí) 部和虛部進(jìn)行平方運(yùn)算，再對其進(jìn)行相加運(yùn)算，最終得到信號的能量值。
[0027] 步驟五，將該路復(fù)信號的能量值進(jìn)行Μ次累加處理，獲得Μ組能量累加值，Μ為不 小于二的正整數(shù)。
[0028] Μ次累加處理包括Μ次累加，第一次累加從第一個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)開始，取前Ν個(gè) ΡΝ周期的數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累加，獲得第一組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值；第二次累加從第二個(gè) ΡΝ周期的數(shù)據(jù)開始，再取前Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累加，獲得第二組Ρ個(gè)點(diǎn)的能 量累加值，以此類推，第Μ次累加從第Μ個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)開始，再取前Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù) 的能量值進(jìn)行累加，獲得第Μ組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值。
[0029] 例如，如圖2所示，設(shè)一個(gè)PN周期數(shù)據(jù)有P個(gè)點(diǎn)，則經(jīng)過解擴(kuò)后的每個(gè)數(shù)據(jù)也包含 P個(gè)點(diǎn)。
[0030] 第一次累加：從第一個(gè)點(diǎn)開始取NXP個(gè)點(diǎn)，共NXP個(gè)點(diǎn)進(jìn)行能量累加；累加之后 獲得第一組P個(gè)點(diǎn)的能量累加值。
[0031] 第二次累加：從第P+1個(gè)點(diǎn)開始向后取到（N+l) XP個(gè)點(diǎn)，共NXP個(gè)點(diǎn)進(jìn)行能量累 力口；累加之后獲得第二組P個(gè)點(diǎn)的能量累加值。
[0032] 以此類推，可獲得Μ組P個(gè)點(diǎn)的能量累加值。
[0033] 步驟六，判斷連續(xù)進(jìn)行兩次累加處理獲得的兩組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值中的兩個(gè)最 大值是否均大于預(yù)設(shè)的閾值，如果是，則捕獲成功，此刻本地載波的頻率偏移即為多普勒頻 率，零起點(diǎn)與最大的能量累加值對應(yīng)的點(diǎn)之間的差值即為碼偏（這里的零起點(diǎn)是每一組累 加的起點(diǎn)，最大的能量累加值是每一組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值中的最大值。），如果不是，將本 地載波的頻率增加 Af，則重復(fù)步驟一到步驟六，直到捕獲成功。預(yù)設(shè)的閾值的選取是通過 對Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)的能量值取平均，再與自適應(yīng)閾值系數(shù)3相乘獲得。
[0034] 綜上所述，本發(fā)明對Ν個(gè)ΡΝ周期數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累加，累加 Μ次，只需使用 Ν+Μ-1個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)就可以捕獲成功，減少了同步頭中數(shù)據(jù)量的使用，使信號具有更好 的隱蔽性與安全性，同時(shí)又提高了捕獲速度，增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br> [0035] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，其特征在于：包括以下步驟， 步驟一，對接收的中頻信號分別乘以本地載波的同相分量和正交分量，獲得剝離載波 后的I路信號和Q路信號；設(shè)中頻信號的頻率為f。，PN碼的碼速率為R。，一個(gè)PN周期數(shù)據(jù) 有P個(gè)點(diǎn)，頻率步進(jìn)量為Af = Re/2,步進(jìn)次數(shù)2N+1，頻率范圍fe_NAf?fe+NAf，本地載 波的頻率為f；-mAf， m e (-N，N)，其中N為正整數(shù)； 步驟二，對I路信號進(jìn)行匹配濾波處理，對Q路信號進(jìn)行匹配濾波處理； 步驟三，將經(jīng)過匹配濾波處理的I路信號作為實(shí)部，將經(jīng)過匹配濾波處理的Q路信號作 為虛部，組成一路復(fù)信號； 步驟四，將該路復(fù)信號進(jìn)行模方運(yùn)算，獲得能量值； 步驟五，將該路復(fù)信號的能量值進(jìn)行Μ次累加處理，獲得Μ組能量累加值，Μ為不小于 二的正整數(shù)； 步驟六，判斷連續(xù)進(jìn)行兩次累加處理獲得的兩組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值中的兩個(gè)最大值 是否均大于預(yù)設(shè)的閾值，如果是，則捕獲成功，如果不是，將本地載波的頻率增加△ f，重復(fù) 步驟一到步驟六，直到捕獲成功。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，其特征在于：步驟二中 的匹配濾波系數(shù)為PN碼序列的反序列。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，其特征在于：步驟四中 通過模方運(yùn)算獲取能量值的具體過程為：分別對步驟三中所得到的復(fù)信號中的實(shí)部和虛部 進(jìn)行平方運(yùn)算，再對其進(jìn)行相加運(yùn)算，最終得到信號的能量值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，其特征在于：所述Μ次 累加處理包括Μ次累加，第一次累加從第一個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)開始，取前Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù) 的能量值進(jìn)行累加，獲得第一組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值；第二次累加從第二個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù) 開始，再取前Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累加，獲得第二組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值，以此 類推，第Μ次累加從第Μ個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)開始，再取前Ν個(gè)ΡΝ周期的數(shù)據(jù)的能量值進(jìn)行累 力口，獲得第Μ組Ρ個(gè)點(diǎn)的能量累加值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，其特征在于：捕獲成功 時(shí)的本地載波的頻率偏移即為多普勒頻率，零起點(diǎn)與最大的能量累加值對應(yīng)的點(diǎn)之間的差 值即為碼偏。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種突發(fā)擴(kuò)頻信號的快速捕獲方法，其特征在于：所述預(yù)設(shè) 的閾值的選取是通過對Ν個(gè)ΡΝ周期數(shù)據(jù)的能量值取平均，再與自適應(yīng)閾值系數(shù)3相乘獲 得。
【文檔編號】H04B1/7075GK104158560SQ201410425776
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】劉魯濤, 趙忠凱, 曲麗娜 申請人:蘇州蕓芮懿電子科技有限公司