專利名稱：一種適用于直接擴頻信號的通用捕獲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計了一種適用于高動態(tài)場景的、調(diào)制有非相干數(shù)據(jù)的直接擴頻信號通用捕獲方法，它與航天測控、擴頻信號處理研究方向相關(guān)，屬于與航空航天相關(guān)的擴頻通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
航空航天是一項高科技項目，能在一定程度上反應(yīng)一個國家的綜合科技實力。進行航空航天探索，需要吸收當(dāng)代各種經(jīng)典和先進的技術(shù)。擴頻通信依靠本身特有的技術(shù)優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于各類航天系統(tǒng)中。隨著我國航天事業(yè)的不斷發(fā)展，我國航天器的研制任務(wù)不斷增加，研制周期不斷縮短。然而不同類型的航天器采用的擴頻參數(shù)各不相同，應(yīng)用于不同的航天器及其測試設(shè)備時擴頻部分均需要單獨研發(fā)，這導(dǎo)致航天器研制周期增長，這將給未來航天器研制周期不斷縮短帶來困難。為了解決這一問題，研制通用的擴頻系統(tǒng)就具有重要意義。擴頻通信，即擴展頻譜通信，定義如下:“擴頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴展是通過一個獨立的擴頻碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實現(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行相關(guān)同步接收、解擴及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)”。擴頻通信的理論基礎(chǔ)是Shannon公式。直接序列擴頻就是用擴頻碼序列在發(fā)送端直接去擴展信號頻譜，在接收機直接使用相同的擴頻碼序列對擴展的信號頻譜進行解擴，還原出原始信息。擴頻通信有很多優(yōu)點，如抗干擾性能強、隱蔽性好、可以實現(xiàn)碼分多址、能精確的定時和測距等等，因此廣泛應(yīng)用于航天、航空、移動通信等各個領(lǐng)域。對直接擴頻信號進行解擴需要兩個步驟:捕獲和跟蹤。捕獲的作用是完成粗同步，得到粗略的多普勒和碼相 位估計值；跟蹤的作用是利用捕獲得到的粗同步結(jié)果初始化跟蹤環(huán)路，完成精細(xì)同步，進而還原出信息。捕獲作為擴頻信號接收處理的首要環(huán)節(jié)擔(dān)當(dāng)著重要的角色。研制通用擴頻系統(tǒng)的一個重要任務(wù)就是研究一種通用的擴頻信號捕獲方法?；诳焖俑道锶~變換(Fast Fourier Transform, FFT)的碼相位并行捕獲方法已廣泛應(yīng)用于擴頻信號捕獲中，它的理論基礎(chǔ)是兩個序列x(n)與y(n)在時域內(nèi)做相關(guān)運算相當(dāng)于它們的離散傅里葉變換X(k)與Y(k)(確切的講是Y(k)的共軛在頻域內(nèi)做乘積運算。長為N點的兩個周期性序列X (η)與y(n)的相關(guān)值ζ (η)為
I N-1二 ⑷= — Yx{m)y(m-n)
Jy對相關(guān)值ζ (η)進行離散傅里葉變換，得ζ (η)的離散傅里葉變換Z (k)如下:Ζ(^ = ^ζ(} β-2πβη,Ν
=0
權(quán)利要求
1.一種適用于直接擴頻信號的通用捕獲方法，其特征在于:該方法的具體步驟如下: 步驟一:根據(jù)待捕獲擴頻信號特征計算捕獲所需的參數(shù): (1)設(shè)實際條件允許FFT點數(shù)范圍為2m 2N，僅取閉區(qū)間內(nèi)2的整數(shù)次冪，M，N為正整數(shù)，M〈N，根據(jù)擴頻碼速率與電文數(shù)據(jù)速率!.—的關(guān)系計算采用半比特交替法時的實際FFT點數(shù)Nfft，計算方法為:
全文摘要
一種適用于直接擴頻信號的通用捕獲方法，它有三大步驟一、根據(jù)待捕獲擴頻信號特征計算捕獲所需的參數(shù)二、采用延遲相乘捕獲方法進行捕獲，直接以2N點FFT對信號進行碼相位并行搜索，若捕獲判決成功則繼續(xù)搜索，最終得到碼相位和頻率的估計值，宣布捕獲成功，輸出捕獲結(jié)果；若未捕獲成功，則轉(zhuǎn)入步驟三；三、根據(jù)步驟一計算所得參數(shù)，采用半比特交替捕獲方法進行捕獲，若捕獲判決成功，宣布捕獲成功，輸出捕獲結(jié)果；若未捕獲成功，宣布捕獲失敗。該方法在FPGA中為一個通用捕獲模塊，由于統(tǒng)一的架構(gòu)，在實現(xiàn)時可以進行資源復(fù)用，使用時將參數(shù)提前計算好配置給捕獲模塊，即可捕獲所配參數(shù)對應(yīng)的直接擴頻信號，大大縮短了設(shè)備研發(fā)周期和人力成本。
文檔編號H04B1/7075GK103199887SQ201310076538
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者常青, 徐勇, 辜曉波, 賈彬彬 申請人:北京航空航天大學(xué)