[發(fā)明專利]基于FFT全相干累積時(shí)頻域并行捕獲方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510971541.3
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105553507A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐平;韓航程;張黎;卜祥元;蔣志科
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H04B1/7075
• 分類號: H04B1/7075
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于FFT全相干累積時(shí)頻域并行捕獲方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟一，中頻模擬信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換得到中頻采樣信號，對采樣信號進(jìn)行數(shù) 字正交下變頻、低通濾波處理，獲得基帶信號I、Q。通過采樣率變換，信號采樣 速率為2倍擴(kuò)頻碼速率。其中，R_b表示接收信號符號速率，L_c表示偽碼碼長， 同步頭是全“1”序列。L表示一個(gè)符號周期內(nèi)采樣數(shù)據(jù)長度，滿足L＝2L_c；V表 示相干累積符號數(shù)；令表示向上取整。

步驟二，捕獲啟動(dòng)。時(shí)域圓周相關(guān)等價(jià)于頻域共軛相乘，偽碼相關(guān)模塊的輸 入包括接收信號和本地偽碼。其中本地偽碼由1個(gè)符號周期的偽碼和1個(gè)符號周 期的全零序列組成，經(jīng)過補(bǔ)零FFT和共軛操作后，其結(jié)果存儲(chǔ)在本地緩存器中。 接收信號為2個(gè)符號周期的采樣數(shù)據(jù)s(iT_s)，i＝0,1,…,2L-1，經(jīng)過補(bǔ)零FFT后， 獲得頻域數(shù)字信號S(k)，k＝0,1,…,2L-1,2L,2L+1。依次循環(huán)移位得到S(k-u)， u＝-U,…U，分別與本地存儲(chǔ)的偽碼頻域共軛值相乘，然后進(jìn)行IFFT操作，最 后將輸出結(jié)果的前L個(gè)數(shù)據(jù)存在三維矩陣[X]_L×V×U中的X(1:L,1,u)位置上。因此， 信號頻域移位補(bǔ)償后剩余多普勒頻偏范圍大小為1/(2LT_s)，即|Δf_d|≤1/(4LT_s)。 需要注意的是，為滿足FFT運(yùn)算2的冪次方要求，時(shí)域序列補(bǔ)零，導(dǎo)致范圍略 小于1/(2LT_s)，但其影響很小可忽略。

步驟三，對新進(jìn)入偽碼相關(guān)模塊的第v、v+1個(gè)符號數(shù)據(jù)重復(fù)步驟2操作， 結(jié)果存在X(1:L,v,1:U)。當(dāng)矩陣存滿V列后，步驟四啟動(dòng)。如果緩存空間即矩 陣被存滿，相關(guān)結(jié)果重新存在矩陣第1列，依次類推，更新矩陣[X]_L×V×U。

步驟四，按行l(wèi)、頁u依次取矩陣X的V列數(shù)據(jù)X[l,v:(v+V),u]，補(bǔ)零做 M點(diǎn)FFT運(yùn)算，得到矩陣[Y]_L×M×U。其中起始列v的初始值為0，后續(xù)操作逐漸 累積，最小累積步進(jìn)為1，具體值應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)處理速度來設(shè)計(jì)。

步驟五，對矩陣[Y]_L×M×U進(jìn)行最大值搜索，如果最大值過門限，則捕獲成功， 進(jìn)入跟蹤狀態(tài)。否則捕獲失敗，繼續(xù)上述步驟。其中，過門限的最大值Y(l₀,m₀,u₀) 的坐標(biāo)l₀表示接收信號的初始相位，坐標(biāo)m₀和u₀共同表示接收信號的多普勒頻偏。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT全相干累積時(shí)頻域并行捕獲方法，其特征在 于步驟一中通過采樣率變換，信號采樣率與擴(kuò)頻碼速率的關(guān)系可根據(jù)具體情況設(shè) 置，以滿足具體系統(tǒng)需求。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT全相干累積時(shí)頻域并行捕獲方法，其特征在 于步驟二和步驟三中本地偽碼由1個(gè)符號周期的偽碼和1個(gè)符號周期的全零序 列組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT全相干累積時(shí)頻域并行捕獲方法，其特征在 于步驟二和步驟三中采用2個(gè)符號周期與本地偽碼進(jìn)行相關(guān)，但只將相關(guān)結(jié)果的 前半部分進(jìn)行緩存。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT全相干累積時(shí)頻域并行捕獲方法，其特征在 于步驟四中起始列v的初始值為0，后續(xù)操作逐漸累積，最小累積步進(jìn)為1，具體 值應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)處理速度來設(shè)計(jì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT全相干累積時(shí)頻域并行捕獲方法，其特征在 于步驟四中補(bǔ)零后FFT點(diǎn)數(shù)M除了是2的冪次方，在低信噪比情況下須滿足 M≥2V。