[發(fā)明專(zhuān)利]一種低軌衛(wèi)星深度擴(kuò)頻低復(fù)雜度偽碼捕獲方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010021281.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111245476A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王艷峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東方紅衛(wèi)星移動(dòng)通信有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B1/7077
• 分類(lèi)號(hào): H04B1/7077;H04L27/26
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 50232
• 代理人: 萬(wàn)建

本發(fā)明公開(kāi)了本發(fā)明涉及空天地海一體化通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低軌衛(wèi)星深度擴(kuò)頻低復(fù)雜度偽碼捕獲方法，該方法是在深度擴(kuò)頻條件下一種與FFT頻域并行捕獲算法相結(jié)合的偽碼快速捕獲方法，首先對(duì)接收信號(hào)和本地偽隨機(jī)序列的每M個(gè)點(diǎn)分別進(jìn)行平均，得到兩個(gè)新序列分別做FFT運(yùn)算，并根據(jù)預(yù)測(cè)的頻偏范圍對(duì)FFT進(jìn)行移位，得到N個(gè)頻偏搜索通道，在每個(gè)搜索通道上將信號(hào)FFT與新的本地偽碼序列FFT的共軛相乘得到相關(guān)值，并計(jì)算其峰均比，當(dāng)峰均比大于捕獲門(mén)限時(shí)，可根據(jù)最大峰值的位置確定頻偏搜索通道及碼偏位置，從而完成捕獲，能夠有效降低偽碼捕獲的算法復(fù)雜度，同時(shí)，大大節(jié)省了資源的消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空天地海一體化通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種低軌衛(wèi)星深度 擴(kuò)頻低復(fù)雜度偽碼捕獲方法。

背景技術(shù)

空天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)，其核心是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。在星座網(wǎng)絡(luò)中，衛(wèi)星網(wǎng) 絡(luò)作為海陸空信息平臺(tái)聯(lián)合的樞紐，使信息平臺(tái)由相對(duì)分散變?yōu)槁?lián)合成有機(jī)整 體。低軌衛(wèi)星系統(tǒng)成為地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，彌補(bǔ)了地面移動(dòng)通信系 統(tǒng)自然地理障礙和有限覆蓋范圍的劣勢(shì)。同時(shí)，低軌衛(wèi)星具有運(yùn)行軌道較低、 傳輸時(shí)延短、組網(wǎng)靈活、覆蓋范圍廣等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其可滿(mǎn)足用戶(hù)的任意時(shí)間、 任意地點(diǎn)接入需求。

低軌衛(wèi)星通信中，為便于地面移動(dòng)終端在特種場(chǎng)合進(jìn)行偽裝并提高系統(tǒng)的 抗截獲能力，防止通信時(shí)信息被截獲和干擾，隱蔽通信往往要求地面移動(dòng)終端 發(fā)射功率譜密度要極低。恰好直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)具有保密性好、截獲概率低、 抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)通常被應(yīng)用于低軌衛(wèi)星通信中。為提高通信系統(tǒng)的保 密性，往往需要對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行深度擴(kuò)頻，將發(fā)送信號(hào)的頻譜擴(kuò)展到很寬的頻 帶。然而，由于低軌衛(wèi)星角速度大，相對(duì)地面的徑向速度和加速度也比較高， 這些因素導(dǎo)致其與地面移動(dòng)終端通信的難度增加。首先，由于低軌衛(wèi)星相對(duì)地 面不斷運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致擴(kuò)頻接收機(jī)接收到的信號(hào)相對(duì)本地偽碼存在高達(dá)幾十KHz甚至 上百KHz的載波多普勒頻偏；其次，由于低軌衛(wèi)星與地面移動(dòng)終端通信時(shí)往往 具有隱蔽性要求，由直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的原理可知，需要對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行深度 擴(kuò)頻；此外，由于低軌衛(wèi)星不斷小型化的發(fā)展趨勢(shì)，導(dǎo)致可用于星上信號(hào)處理 的硬件資源及功率資源越來(lái)越有限。

然而，采用傳統(tǒng)的偽碼捕獲技術(shù)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行捕獲，若采樣串行搜索方 法，由于需要搜索的碼相位和頻偏范圍都非常大，導(dǎo)致捕獲時(shí)間非常長(zhǎng)，而由 于低軌衛(wèi)星繞地球做高速運(yùn)動(dòng)，相對(duì)地面移動(dòng)終端的可視時(shí)間非常短，因此往 往難以達(dá)到系統(tǒng)要；若采樣傳統(tǒng)的并行搜索方法，雖然捕獲時(shí)間減短了，但是 大范圍的頻偏搜索導(dǎo)致消耗大量的硬件資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低軌衛(wèi)星深度擴(kuò)頻低復(fù)雜度偽碼捕 獲方法，該方法是在深度擴(kuò)頻條件下一種與FFT頻域并行捕獲算法相結(jié)合的偽 碼快速捕獲方法，能夠有效降低偽碼捕獲的算法復(fù)雜度，同時(shí)，大大節(jié)省了資 源的消耗。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：一種低軌衛(wèi)星深度擴(kuò)頻 低復(fù)雜度偽碼捕獲方法，該方法是在深度擴(kuò)頻條件下一種與FFT(快速傅里葉 變換)頻域并行捕獲算法相結(jié)合的偽碼快速捕獲方法，首先對(duì)接收信號(hào)和本地 偽隨機(jī)序列的每M個(gè)點(diǎn)分別進(jìn)行平均，得到兩個(gè)新序列分別做FFT運(yùn)算，并根 據(jù)預(yù)測(cè)的頻偏范圍對(duì)FFT進(jìn)行移位，得到N個(gè)頻偏搜索通道，在每個(gè)搜索通 道上將信號(hào)FFT與新的本地偽碼序列FFT的共軛相乘得到相關(guān)值，并計(jì)算其 峰均比，當(dāng)峰均比大于捕獲門(mén)限時(shí)，可根據(jù)最大峰值的位置確定頻偏搜索通道 及碼偏位置，從而完成捕獲；所述一種低軌衛(wèi)星深度擴(kuò)頻低復(fù)雜度偽碼捕獲方 法包括如下步驟：

S1.初始化設(shè)置數(shù)字振蕩器的頻率為接收模擬中頻信號(hào)的頻率f₀，預(yù)測(cè)的頻 偏范圍為[-f_d，f_d]；

S2.接收的模擬中頻信號(hào)s(t)經(jīng)采樣速率為f_s的ADC模塊進(jìn)行采樣形成數(shù)字 中頻信號(hào)x(n)，其中ADC模塊采樣速率選取大于2倍模擬中頻信號(hào)帶寬，然后 進(jìn)入S3；