[發明專利]一種基于大數判決的PN碼FFT并行捕獲方法

有效

• 申請號: 201310731434.4
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103716065A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 杜洋;董彬虹;楊楓
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/7075
• 分類號: H04B1/7075;H04L27/38
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體而言是涉及直接序列擴頻（DSSS）通信系統中一種基于大數判決的PN碼FFT(Fast?Fourier?Transform)并行捕獲判決方法。

背景技術

在擴頻通信系統中，要正確進行解擴，必須進行偽碼同步，即在接收端產生一個與發送端同步的偽碼，并跟隨發送端偽碼的變化而變化（即相位與速率相同）。偽碼同步是擴頻系統的關鍵，它分為兩個階段：捕獲（粗同步）與跟蹤（精同步）。其中捕獲是同步問題中最難解決的問題，其性能好壞直接決定擴頻通信系統的可靠性和有效性，它的作用主要是捕獲偽碼，使接收機與發射機偽碼的相位相差小于1個碼片。

對直擴信號的捕獲，主要是利用偽碼良好自相關特性，在本地生成與發送信息相同的偽隨機碼序列，并將兩者進行相關運算，得到相關值，在所有的相關值中，選出自相關函數峰值與捕獲門限進行比較，來判定捕獲過程是否成功。若要在一個偽碼周期內同時搜索所有的碼相位單元，就需要循環移動本地偽碼相位與接收碼進行相關，當本地碼與接收到的偽碼相位完全一致時產生最大相關峰值。這種循環卷積的過程可以用下式表示:

R(m)=Σn=0L-1r(n)c(n+m)m=0,1,···,L-1]]>

上式中，r(n)為接收到的偽碼信號，c(n)為本地偽碼，n為碼片序號，m為碼片延遲，L為本地長偽碼的長度（擴頻因子）。

上式的計算量非常大，正比于L2，難用于實際工程。《基于FFT的偽碼快速捕獲》（《哈爾濱工程大學學報》2003年第24卷第6期：646-650，作者：王偉，徐定杰）一文中公開了一種基于頻域的PN碼FFT并行偽碼捕獲方法。FFT并行偽碼捕獲算法引入FFT譜分析，把對時域的偽碼相位、頻域的多普勒頻移的二維搜索轉化為只有載波多普勒頻移的一維搜索，減少了運算量，有利于工程實現。

附圖1即為該方法主流程示意圖（方框圖），其具體的步驟如下：

發射端A

步驟A-1.長偽碼生成：發射機生成長偽碼；

步驟A-2.BPSK基帶調制：對步驟A-1產生的長偽碼進行二相相移鍵控（BPSK）調制，得到基帶調制信號；

步驟A-3.上變頻處理及信號發射：對步驟A-2產生的基帶調制信號，經上變頻處理，再將處理后所得射頻信號通過天線發射出去；

接收端B

步驟B-1.信號接收及下變頻處理：對接收機接收到的疊加了噪聲干擾的射頻信號進行下變頻處理，從而得到基帶信號；

步驟B-2.頻域匹配求相關：將步驟B-1所得到的基帶信號進行FFT變換，得到基帶信號的頻域值；同時，對接收機產生的本地長偽碼進行FFT變換，得到本地長偽碼的頻域值。然后，將這兩組頻域值進行頻域匹配求相關，得到相關值；

步驟B-3.求峰值，門限判決：對步驟B-2所得到的相關值取模，并求出最大模值（相關峰值），然后把這一最大模值與門限值V_T進行比較，若大于門限值，則捕獲成功，最大模值所對應的碼片延遲值就是接收信號相對于本地長偽碼的碼片延遲值；反之，捕獲失敗。