[發明專利]一種符號速率可變的低信噪比擴頻信號捕獲方法

有效

• 申請號: 202010549489.3
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111835381B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 韓小娟;楊克元;張宗攀;王健歡;石偉
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04B1/7077
• 分類號: H04B1/7077;H04B1/7083
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

一種符號速率可變的低信噪比擴頻信號捕獲方法，(1)對AD采樣后的數據進行正交下變頻；(2)進行累加降速；(3)將累加降速后的數據由串行轉成并行；同時確定最小頻率區間個數，對本地偽碼速率進行修正，并對產生的本地偽碼進行存儲；(4)讀出數據與偽碼實現相關運算；將相關運算后的數據串行劃分成不同的頻率區間；(5)對相關運算后的數據進行累加降速；(6)進行二次變頻再累加，之后進行乒乓緩存；(7)讀取數據進行FFT運算；當一個頻率區間數據處理完成后，判斷應用場景要求的最低載噪比是否高于預設的閾值，若高于，則直接根據FFT運算結果進行捕獲結果判決，否則，先進行非相干累加，然后根據非相干累加結果進行捕獲結果判決。

技術領域

本發明屬于通信領域，涉及一種符號速率可變的低信噪比擴頻信號捕獲方法。

背景技術

直接序列擴頻(DSSS)通信體制具有抗干擾、抗多徑衰落、測距精度高、支持碼分多址、隱蔽性強等優點。航天測控通信廣泛采用該技術，將測距、測速、遙控、遙測等功能有機地組合在一起。非相干數據位調制直接序列擴頻是航天測控通信中遙測、遙控信號廣泛應用的信號形式。

傳統的擴頻信號的捕獲方法要么只涉及擴頻碼字的捕獲，未考慮非相干數據調制對捕獲的影響；要么只涉及較高信噪比，多普勒頻偏較小時非相干擴頻信號的捕獲。在目前可得到的公開刊物中，有一部分涉及到了數據速率可變的擴頻信號的捕獲方法，例如文獻1《一種數據速率可變的非相干擴頻信號捕獲方法》(作者：顧杰)，對接收信號進行分段匹配濾波和非相干累積相結合的方法，消除了數據位翻轉對捕獲性能的影，并通過頻率搜索修正多普勒頻偏。匹配濾波的長度為調制數據周期的一半，修正多普勒時的搜索步徑與調制數據速率相關，這種方法不適用于低信噪比大多普勒條件，因為低信噪比下，半個數據符號累加后進行再進行非相干累加，存在很大的平方損耗；調制數據速率較小時，修正多普勒頻偏的頻率間隔相應較小，大多普勒下需要劃分很多個區間，捕獲時間相應變長。文獻2《高動態低信噪比下擴頻信號捕獲算法研究》(作者：方科)提出了一種基于二次捕獲的高動態低信噪比下擴頻信號快速捕獲方法，未考慮非相干數據調制對捕獲的影響。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種符號速率可變的低信噪比擴頻信號捕獲方法，

本發明解決技術的方案是：一種符號速率可變的低信噪比擴頻信號捕獲方法，通過下述方式實現：

(1)對AD采樣后的數據進行正交下變頻，將數據搬到基帶；

(2)根據輸入擴頻信號的帶寬對下變頻后的基帶數據進行累加降速；

(3)將累加降速后的數據依次存入緩存區，將累加降速后的數據由串行轉成并行；同時根據多普勒頻偏范圍與信噪比確定最小頻率區間個數，根據每個頻率區間的中心頻點對本地偽碼速率進行修正，并對產生的本地偽碼在存儲區進行存儲；

(4)從緩存區與存儲區讀出數據與偽碼，對應位相乘實現相關運算；根據步驟(3)確定的頻率區間個數將相關運算后的數據串行劃分成不同的頻率區間；

(5)依次針對每個頻率區間，對相關運算后的數據進行累加降速；

(6)對步驟(5)累加后的數據進行二次變頻再累加，之后采用兩塊存儲區進行乒乓緩存，兩塊存儲區一個處于寫狀態時，另一個處于讀狀態，存儲區深度一致；所述二次變頻后得到的頻率區間記為小頻率區間；

(7)從步驟(6)的存儲區內讀取數據，并進行FFT運算；當一個頻率區間數據處理完成后，判斷應用場景要求的最低載噪比是否高于預設的閾值，若高于，則直接根據FFT運算結果進行捕獲結果判決，否則，先進行非相干累加，然后根據非相干累加結果進行捕獲結果判決。

優選的，步驟(3)中的緩存區寬度為m，緩存區的深度表示為