[發(fā)明專利]基于重疊多塊補零算法的弱信號捕獲方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710543992.6
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107247276B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫錦華;呂珊珊;岳家弘;王昊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24
• 代理公司: 61205 陜西電子工業(yè)專利中心
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.基于重疊多塊補零算法的弱信號捕獲方法，包括：

(1)在發(fā)送端，將一段導(dǎo)航數(shù)據(jù)經(jīng)過擴頻調(diào)制，形成一組擴頻序列，對該序列依次進(jìn)行成形偏移正交相移鍵控SOQPSK調(diào)制和上變頻，得到發(fā)送的射頻信號；

(2)根據(jù)進(jìn)入接收端的信號獲得原始基帶復(fù)信號和原始本地信號：

(2a)將接收到的射頻信號經(jīng)過濾波、下變頻、數(shù)字采樣后，得到長度為N_t的原始基帶復(fù)信號r_n；

(2b)將本地擴頻碼經(jīng)過成形偏移正交相移鍵控SOQPSK調(diào)制，得到長度為N_t的原始本地信號其中T_s為采樣間隔，nT_s表示第n個采樣時刻，為碼相位的估計值；

(3)根據(jù)已知的頻率分辨率f_res和已知的頻率搜索范圍確定原始基帶復(fù)信號和原始本地信號的分塊數(shù)N_s：得到基本數(shù)據(jù)長度L_s：L_s＝N_t/N_s；

(4)將原始基帶復(fù)信號r_n和原始本地信號進(jìn)行分塊組合，組成新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k和新的本地信號數(shù)據(jù)塊L_k：

(4a)由原始基帶復(fù)信號r_n的第(k-1)S+1～L_s+Δl+kS樣點組成第k塊新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k，其中Δl是相干積累擴展數(shù)據(jù)長度，0≤Δl≤L_s，S是步進(jìn)因子，0＜S≤L_s，k＝1,2,3,...,N_t/S；

(4b)由原始本地信號的第(k-1)S+1～L_s+Δl+(k-1)S樣點和S個0組成第k塊新的本地信號數(shù)據(jù)塊L_k；

(5)對應(yīng)新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k和新的本地信號數(shù)據(jù)塊L_k做圓周相關(guān)：

(5a)對新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k和新的本地數(shù)據(jù)塊L_k分別做L_s+Δl+S點的離散傅里葉變換；

(5b)對新的本地數(shù)據(jù)塊L_k的L_s+Δl+S點離散傅里葉變換結(jié)果取共軛，并與新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k的L_s+Δl+S點離散傅里葉變換結(jié)果對應(yīng)相乘，相乘的結(jié)果為M_k；

(5c)對相乘結(jié)果M_k做L_s+Δl+S點逆傅里葉變換，得到相關(guān)值數(shù)據(jù)C_k；

(5d)保留相關(guān)值數(shù)據(jù)C_k中的前S個數(shù)據(jù)，舍棄后邊L_s+Δl個數(shù)據(jù)；

(6)保持新的本地數(shù)據(jù)塊L_k不動，將新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k左移一塊，使第k+1塊新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k+1變?yōu)榈趉塊新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k，再將新的基帶復(fù)信號數(shù)據(jù)塊B_k和新的本地數(shù)據(jù)塊L_k返回步驟(5)，直到移塊次數(shù)達(dá)到一個擴頻碼周期后完成相關(guān)操作；

(7)根據(jù)相關(guān)值數(shù)據(jù)C_k是否存在明顯的峰值判斷是否捕獲成功，若存在明顯峰值，則認(rèn)為捕獲到信號，同時得到碼相位和多普勒頻移的估計值，否則捕獲失敗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2a)中計算得到原始基帶復(fù)信號r_n，按如下公式進(jìn)行：

r_n＝s(nT_s-τ)exp[j2πf_dnT_s]+w_n

其中，T_s為采樣間隔，nT_s表示第n個采樣時刻，s(nT_s-τ)為導(dǎo)航數(shù)據(jù)經(jīng)過擴頻調(diào)制和SOQPSK調(diào)制之后的信號，τ為信號到達(dá)接收端的碼相位延遲，f_d為多普勒頻移，w_n是均值為0，方差為σ²的加性高斯白噪聲，j為虛數(shù)單位。