[發明專利]一種多星座衛星信號的混合串并行相關捕獲方法

有效

• 申請號: 200710018063.X
• 申請日: 2007-06-15
• 公開（公告）號: CN101068115A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 何秋生;程亞奇;周文益
• 申請（專利權）人: 西安華迅微電子有限公司
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;G01S5/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 劉國智

技術領域

本發明涉及一種對偽碼長度不同的多星座衛星信號的捕獲方法。

背景技術

碼分多址編碼技術在擴頻通信領域的使用，使得系統具有了良好的抗干擾性和截獲性，在現代通信系統中得到了廣泛的使用，如蜂窩移動通信系統，全球衛星定位系統(GPS)等。在直接序列擴頻通信系統，特別是在已經廣泛應用的GPS系統中，首要問題是必須能夠捕獲到衛星信號。關于偽隨機噪聲碼序列的相關捕獲方法目前有很多，例如串行搜索，并行搜索，頻域搜索等。但是在全球衛星定位系統中，接收到的衛星信號是多顆衛星信號的混合信號，從碼序列角度考慮的話，接收的碼序列是多個偽碼序列的疊加，而且不同衛星的偽碼序列都攜帶有不同頻率的數字載波，所以，在接收到這個混合信號后，逐一去搜索將是不切合實際的，也是毫無意義的。如果實行并行搜索，那么在碼序列長度長的話(如伽俐略系統中信號碼長最小為4092)，硬件的開銷將是巨大的，對節約通信成本實際意義也不大。關于混合串并行相關捕獲，目前也有提及。如2004年張欣編著的《擴頻通信數字基帶信號處理及其VLSI實現》(北京：科學出版社，2004)就提到一種非相干混合串并行捕獲算法以及相應的VLSI(超大規模集成電路系統)。但由于衛星信號碼很長、且長度不一，同時還帶有不同的、未知頻率的數字載波，因此這種算法的搜索效率顯然不高。Cornell大學的Mark?L.Psiaki在其2001年發表的文章″BlockAcquisition?of?Weak?GPS?Signals?in?a.Software?Receiver″(Proceedings?ofION?GPS?2001，Salt?Lake?City，11-14?September?2001：2838-2850)中提出，使用數據塊的方法來進行衛星信號的捕獲。該方法需要的捕獲時間也相當長，尤其是在信噪比小于34dB-Hz的情況下。Ward，P.W.在1996年發表的論文“GPSReceiver?Search?Techniques”(Proceedings?of?the?IEEE?1996Position，Location，and?Navigation?Symposium，April?22-26，1996，Atlanta，GA：604-611)中也提出了幾種搜索方法，雖各有優勢，但共同的缺點是在碼長較長、衛星數量較多時，捕獲效果明顯下降。2004年西安電子科技大學張穎光的博士學位論文《直接序列擴譜通信系統中偽隨機序列捕獲技術研究》中指出，使用空時相關器方法實現碼捕獲，使用自適應波束形成權值捕獲。但該方法的前提是系統需為使用陣列天線的直接序列擴頻系統。

發明內容

本發明要解決的技術問題是要在不降低捕獲速度的情況下，能夠減少硬件開銷，同時可以適應偽碼長度比較長而且長度不同的多種情況，即在捕獲不同星座的衛星信號時，可以靈活適應碼長的變化。從而提出一種混合串并行相關捕獲方法，它集中了串行、并行搜索的優點，同時結合多重時分復用技術，不僅可以提高并行搜索中硬件的使用效率，而且可以減少串行搜索信號所需要的時間。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種多星座衛星信號的混合串并行相關捕獲方法，其特征在于包括下列步驟：

(1)把經過采樣后的長度為L的接收序列碼分為W段，W為正整數，則所需要的相關器數量為B＝L/W；復現碼序列也分為W段，同時參與并行相關運算的相位不確定區域中相位數量設為P；為了提高硬件的利用率，使2L/P為一個整數，這里碼相位的搜索步長選取1/2碼片，要把所有的相位都搜索完，B個相關器就必須復用2L/(P*W)次。

(2)根據上述步驟(1)的約定，第一個相位不確定區域中，所有不同相位序列的不同子序列與接收序列中相對應的子序列進行相關運算，得到的結果用下式表示：