基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法，包括如下步驟：步驟S1：對輸入的信號中碼長為L的信號其進(jìn)行載波分離，然后對其進(jìn)行FFT計算；步驟S2：在本地偽碼中，取M段長為L的本地偽碼，對其進(jìn)行先疊加再平均的計算，得到長度為L的新序列，對其進(jìn)行FFT共軛計算；步驟S3：對FFT計算和FFT共軛計算的結(jié)果的乘積進(jìn)行IFFT計算；步驟S4：對步驟S3中的計算結(jié)果進(jìn)行求模計算，選出相關(guān)峰值中的最大值，將該最大值與門限值比較；如果大于設(shè)定的門限值，則實施步驟S5：得到初步的偽碼相位捕獲值范圍和頻率捕獲值，進(jìn)而依據(jù)該初步的偽碼相位捕獲值范圍和頻率捕獲值進(jìn)行去模糊度計算，進(jìn)而得到具體的偽碼相位捕獲值。
【專利說明】基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航天宇航產(chǎn)品的擴(kuò)頻測控技術(shù)，具體涉及航天產(chǎn)品測控類單機(jī)的信號 捕獲應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 在直擴(kuò)系統(tǒng)中，相對于短碼擴(kuò)頻，長碼擴(kuò)頻具有更好的隱蔽性、抗截獲性和更強(qiáng)的 抗偵察能力。隨著對航天擴(kuò)頻測控技術(shù)的深入研究，擴(kuò)頻碼的選擇不僅僅局限于短的偽隨 機(jī)碼，很多長周期的擴(kuò)頻碼也被應(yīng)用到實際工程中。
[0003] 現(xiàn)在常用的長碼快捕技術(shù)主要分為間接捕獲和直接捕獲兩大類。間接捕獲技 術(shù)通常是指傳統(tǒng)的短碼引導(dǎo)長碼的捕獲技術(shù)。而直接捕獲技術(shù)主要有并行多通道長碼 直接捕獲法、擴(kuò)展復(fù)制重疊法（XFAST，Extended Replica Folding Acquisition Search Technique)、CCPAZP-FFT(Circular Correlation by partition and zero padding-FFT) 長碼直捕法等。
[0004] 通過分析比較可知，并行多通道長碼直接捕獲法占用的資源最多，抗干擾性能不 好；CCPAZP-FFT長碼直捕法的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用的存儲資源也較多；擴(kuò)展復(fù)制重疊法的結(jié)構(gòu) 比較簡單，抗干擾性能較好，捕獲時間也比較少，但是相關(guān)性較差。
[0005] 總的來說，長碼擴(kuò)頻意味著系統(tǒng)有更高的偽碼周期，受信道特性的影響將會增大， 系統(tǒng)的同步更加困難，同步時間也會更長。針對直擴(kuò)系統(tǒng)中的長碼信號捕獲，主要的問題在 于如何減少?目號的捕獲時間和提商捕獲性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何減少信號的捕獲時間和提高捕獲性能。
[0007] 為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法，其特 征在于：包括如下步驟：
[0008] 步驟S1 :對輸入的信號中碼長為L的信號其進(jìn)行載波分離，然后對其進(jìn)行FFT計 算；
[0009] 步驟S2 :在偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的本地偽碼中，取Μ段長為L的本地偽碼，對其進(jìn)行先 疊加再平均的計算，從而得到長度為L的新序列，然后對其進(jìn)行FFT共軛計算；
[0010] 步驟S3 :對步驟S1中FFT計算的結(jié)果和步驟S2中FFT共軛計算的結(jié)果的乘積進(jìn) 行IFFT計算；
[0011] 步驟S4 :對步驟S3中的計算結(jié)果進(jìn)行求模計算，選出相關(guān)峰值中的最大值，將該 最大值與門限值比較；
[0012] 如果大于設(shè)定的門限值，則實施
[0013] 步驟S5 :得到初步的偽碼相位捕獲值范圍和頻率捕獲值，進(jìn)而依據(jù)該初步的偽碼 相位捕獲值范圍和頻率捕獲值進(jìn)行去模糊度計算，進(jìn)而得到具體的偽碼相位捕獲值；
[0014] 在所述步驟S4中，如果相關(guān)峰值中的最大值不大于設(shè)定的門限值，則實施
[0015] 步驟S6 :改變多普勒頻點，重復(fù)步驟S1、S2、S3和S4,直至搜索完所有多普勒頻率 范圍；在此步驟循環(huán)的過程中，自然也會包括本地偽碼和中頻信號的對應(yīng)的內(nèi)插抽取操作。
[0016] 如果搜索完所有多普率頻率范圍，相關(guān)峰值的最大值始終不大于設(shè)定的門限值， 則實施
[0017] 步驟S7 :另取一個Μ段長為L的本地偽碼，重復(fù)步驟SI、S2、S3和S4,，直至搜索 完所有偽碼相位；在此步驟循環(huán)的過程中，自然也會包括本地偽碼和中頻信號的對應(yīng)的內(nèi) 插抽取操作。
[0018] 在所述步驟S5中，所述去模糊度計算包括如下步驟：
[0019] S51 :對載波剝離后的輸入信號進(jìn)行FFT計算，該輸入信號為依據(jù)已得到的頻率捕 獲值代入的信號；
[0020] S52 :在該Μ段長度為L的序列中取一段長度為L的子序列，進(jìn)行FFT共軛值計算；
[0021] S53 :對步驟S51中FFT計算的結(jié)果和步驟S52中FFT共軛計算的結(jié)果的乘積進(jìn)行 IFFT計算；
[0022] S54 :對步驟S53中的計算結(jié)果進(jìn)行求模計算，選出相關(guān)峰值中的最大值，將該最 大值與門限值比較；
[0023] 如果大于設(shè)定的門限值，則得到了具體的偽碼相位捕獲值；
[0024] 在所述步驟S54中，如果相關(guān)峰值中的最大值不大于設(shè)定的門限值，則實施
[0025] 步驟S56 :在該Μ段長度為L的序列中另取一個長為L的本地偽碼，重復(fù)步驟S51、 S52、S53、S54,直至搜索完其中的所有偽碼相位。
[0026] 為了減少捕獲時間，改善信噪比，本發(fā)明針對現(xiàn)有長碼快捕技術(shù)--擴(kuò)展復(fù)制重 疊法，進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)。本發(fā)明取了本地偽碼中Μ段L長的偽碼序列，并進(jìn)行疊加和平均的 計算，形成長度為L的序列，之后進(jìn)行FFT共軛值運(yùn)算，將兩者的結(jié)果相乘，并進(jìn)行IFFT運(yùn) 算，通過求模比較選大模塊，得出粗略的偽碼相位捕獲值范圍和多普勒頻率的捕獲值，進(jìn)而 通過去模糊度計算得到具體的偽碼相位捕獲值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明一實施例提供的基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法的原理組成框圖。

【具體實施方式】
[0028] 以下將結(jié)合圖1對本發(fā)明提供的基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法進(jìn)行詳細(xì)的描述， 其為本發(fā)明一可選的實施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的 范圍內(nèi)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤色。
[0029] 請參考圖1，本實施例提供了一種基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法，其特征在于：包 括如下步驟：
[0030] 步驟S1 :對輸入的信號中碼長為L的信號其進(jìn)行載波分離，然后對其進(jìn)行FFT計 算；在本步驟中，在載波剝離后還進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)的緩存與內(nèi)插抽取等操作，該操作為領(lǐng)域內(nèi) 常用的技術(shù)手段。
[0031] 步驟S2 :在偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的本地偽碼中，取Μ段長為L的本地偽碼，對其進(jìn)行先 疊加再平均的計算，從而得到長度為L的新序列，然后對其進(jìn)行FFT共軛計算；本步驟中，在 進(jìn)行FFT共軛計算前還要進(jìn)行內(nèi)插抽取操作。
[0032] 步驟S3 :對步驟S1中FFT計算的結(jié)果和步驟S2中FFT共軛計算的結(jié)果的乘積進(jìn) 行IFFT計算；當(dāng)然，在IFFT計算前，還可對其進(jìn)行緩存處理；
[0033] 步驟S4 :對步驟S3中的計算結(jié)果進(jìn)行求模計算，選出相關(guān)峰值中的最大值，將該 最大值與門限值比較；
[0034] 如果大于設(shè)定的門限值，則實施
[0035] 步驟S5 :得到初步的偽碼相位捕獲值范圍和頻率捕獲值，進(jìn)而依據(jù)該初步的偽碼 相位捕獲值范圍和頻率捕獲值進(jìn)行去模糊度計算，進(jìn)而得到具體的偽碼相位捕獲值；這里 所稱的偽碼相位捕獲值范圍也可認(rèn)為是初步的偽碼相位捕獲值，經(jīng)去模糊度計算后，便可 得到具體的偽碼相位捕獲值。
[0036] 在所述步驟S4中，如果相關(guān)峰值中的最大值不大于設(shè)定的門限值，則實施
[0037] 步驟S6 :改變多普勒頻點，重復(fù)步驟S1S2、S3和S4,直至搜索完所有多普勒頻率范 圍；本實施例中可以通過頻率步進(jìn)控制實現(xiàn)多普勒頻點的變化，從而實現(xiàn)對所有多普勒頻 率范圍內(nèi)的頻點的搜索，其具體手段在領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)存在，故而本實施例不做具體描述。
[0038] 如果搜索完所有多普率頻率范圍，相關(guān)峰值的最大值始終不大于設(shè)定的門限值， 則實施
[0039] 步驟S7 :另取一個Μ段長為L的本地偽碼，重復(fù)步驟S1、S2、S3和S4,直至搜索完 所有偽碼相位。具體來說，應(yīng)理解為直至取盡所有Μ段長為L的本地偽碼序列組合。
[0040] 在所述步驟S5中，所述去模糊度計算包括如下步驟：
[0041] S51 :對載波剝離后的輸入信號進(jìn)行FFT計算，該輸入信號為依據(jù)已得到的頻率捕 獲值代入的信號；在本步驟中，在載波剝離后還進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)的緩存與內(nèi)插抽取等操作，該 操作為領(lǐng)域內(nèi)常用的技術(shù)手段。
[0042] S52 :在該Μ段長度為L的序列中取一段長度為L的子序列，進(jìn)行FFT共軛值計算；
[0043] S53 :對步驟S51中FFT計算的結(jié)果和步驟S52中FFT共軛計算的結(jié)果的乘積進(jìn)行 IFFT計算；
[0044] S54 :對步驟S53中的計算結(jié)果進(jìn)行求模計算，選出相關(guān)峰值中的最大值，將該最 大值與門限值比較；
[0045] 如果大于設(shè)定的門限值，則得到了具體的偽碼相位捕獲值；
[0046] 同步驟S2和S3、S4 -樣，步驟S51、S52、S53、S54也會進(jìn)行相應(yīng)的內(nèi)插抽取、緩存 等處理。
[0047] 在所述步驟S54中，如果相關(guān)峰值中的最大值不大于設(shè)定的門限值，則實施
[0048] 步驟S55 :在該Μ段長度為L的序列中另取一個長為L的本地偽碼，重復(fù)步驟S51、 S52、S53、S54,直至搜索完其中所有偽碼相位。
[0049] 通過以上步驟，可以實現(xiàn)所有偽碼相位和多普率頻率范圍的搜索。
[0050] 綜上所述，為了減少捕獲時間，改善信噪比，本發(fā)明針對現(xiàn)有長碼快捕技術(shù)--擴(kuò) 展復(fù)制重疊法，進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)。本發(fā)明取了本地偽碼中Μ段L長的偽碼序列，并進(jìn)行疊加 和平均的計算，形成長度為L的序列，之后進(jìn)行FFT共軛值運(yùn)算，將兩者的結(jié)果相乘，并進(jìn)行 IFFT運(yùn)算，通過求模比較選大模塊，得出粗略的偽碼相位捕獲值范圍和多普勒頻率的捕獲 值，進(jìn)而通過去模糊度計算得到具體的偽碼相位捕獲值。本發(fā)明具有很好的通用性和良好 的可移植性。本發(fā)明可以應(yīng)用于宇航型號同類單機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)，減少單機(jī)的捕獲時間， 改善單機(jī)的信噪比，提高單機(jī)的抗干擾能力，滿足在軌工作的任務(wù)需求。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟S1 :對輸入的信號中碼長為L的信號其進(jìn)行載波分離，然后對其進(jìn)行FFT計算； 步驟S2 :在偽碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的本地偽碼中，取Μ段長為L的本地偽碼，對其進(jìn)行先疊加 再平均的計算，從而得到長度為L的新序列，然后對其進(jìn)行FFT共軛計算； 步驟S3 :對步驟S1中FFT計算的結(jié)果和步驟S2中FFT共軛計算的結(jié)果的乘積進(jìn)行 IFFT計算； 步驟S4 :對步驟S3中的計算結(jié)果進(jìn)行求模計算，選出相關(guān)峰值中的最大值，將該最大 值與門限值比較； 如果大于設(shè)定的門限值，則實施 步驟S5 :得到初步的偽碼相位捕獲值范圍和頻率捕獲值，進(jìn)而依據(jù)該初步的偽碼相位 捕獲值范圍和頻率捕獲值進(jìn)行去模糊度計算，進(jìn)而得到具體的偽碼相位捕獲值。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法，其特征在于：在所述步驟S4 中，如果相關(guān)峰值中的最大值不大于設(shè)定的門限值，則實施 步驟S6 :改變多普勒頻點，重復(fù)步驟SI、S2、S3和S4,直至搜索完所有多普勒頻率范 圍； 如果搜索完所有多普率頻率范圍，相關(guān)峰值的最大值始終不大于設(shè)定的門限值，則實 施 步驟S7 :另取一個Μ段長為L的本地偽碼，重復(fù)步驟SI、S2、S3和S4,直至搜索完所有 偽碼相位。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法，其特征在于：在所述步驟 S5中，所述去模糊度計算包括如下步驟： 551 :對載波剝離后的輸入信號進(jìn)行FFT計算，該輸入信號為依據(jù)已得到的頻率捕獲值 代入的信號； 552 :在該Μ段長度為L的序列中取一段長度為L的子序列，進(jìn)行FFT共軛值計算； 553 :對步驟S51中FFT計算的結(jié)果和步驟S52中FFT共軛計算的結(jié)果的乘積進(jìn)行IFFT 計算； 554 :對步驟S53中的計算結(jié)果進(jìn)行求模計算，選出相關(guān)峰值中的最大值，將該最大值 與門限值比較； 如果大于設(shè)定的門限值，則得到了具體的偽碼相位捕獲值。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于直擴(kuò)系統(tǒng)的長碼快捕方法，其特征在于：在所述步驟S54 中，如果相關(guān)峰值中的最大值不大于設(shè)定的門限值，則實施 步驟S55 :在該Μ段長度為L的序列中另取一個長為L的本地偽碼，重復(fù)步驟S51、S52、 S53、S54,直至搜索完其中所有偽碼相位。
【文檔編號】H04B1/7075GK104158559SQ201410375049
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】李春萍, 吳濤, 郝占炯, 李菊 申請人:上海航天電子通訊設(shè)備研究所