扩频通信码捕获方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种扩频通信码捕获方法及装置，其中，该方法包括：对接收信号进行频率折叠；将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行N次匹配滤波，并控制每次匹配滤波时，将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果；根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果；将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息。该方法通过利用频率折叠减少频率搜索单元，提高捕获速度，并且通过分段匹配滤波的方法消除信息序列符号翻转，减少了捕获扩频通信码的时间成本，提高了捕获概率。

Code acquisition method and device for spread spectrum communication

The invention provides a spread spectrum communication code acquisition method and device, wherein, the method comprises: receiving signal frequency of folding; frequency folding of the received signal and the local PN code N matched filter, and controlling the time of matching filter, the frequency folding of the received signal and the local PN code segment matching filter, to obtain each segmented matched filter results matched filter; each were obtained according to each of the matched filtering results segmented matched filter matched filter after the matched filtering results; N matching matching filtering results after filtering of non coherent accumulation, and to determine the capture information code spread spectrum communication according to non related accumulation results. This method reduces the frequency search unit by using frequency folding, improves the acquisition speed, and eliminates the symbol flipping of the information sequence by the method of subsection matching filtering, reduces the time cost of capturing spread spectrum communication code, and improves the acquisition probability.

【技术实现步骤摘要】
扩频通信码捕获方法及装置
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种扩频通信码捕获方法及装置。
技术介绍
扩频通信具有抗干扰能力强、便于码分多址等优点，被广泛应用于保密通信、GPS导航等领域。如何快速捕获扩频通信码是扩频通信中一个非常关键的问题。在捕获扩频通信码的过程中，有很多因素会影响最终的结果，导致性能降低，其中，大动态造成的大多普勒频偏和长码周期扩频造成的信息序列符号翻转是最关键的两大原因。当存在大多普勒频偏时，捕获扩频码就成为一个二维搜索问题，这将使得捕获耗时过长；长码周期扩频则会导致一个扩频序列的连续时间内包含有多个信息序列，当其信息序列数达到一定程度例如十几个甚至几十个时，相关峰就将趋近于0，此时捕获便无法成功。传统的扩频信号捕获技术主要有：滑动相关法、匹配滤波法(SMF)、PMF-FFT算法(PartialMatchedFilterscombinedwithFFT，通过快速傅里叶变换补偿部分匹配滤波器)等。其中，滑动相关法实现起来复杂度低，但捕获时间较长。匹配滤波法可视为并行的滑动相关法，其相较于传统的滑动相关法而言，提高了并行度，从而大大降低了捕获时间，但同时会增加资源的消耗量。而当信息符号在一个扩频序列周期内翻转剧烈时，以上两种算法均会失效。PMF-FFT算法则可以解决信息序列符号剧烈翻转的问题，但由于其二维搜索量依然很大，因而其捕获速度过慢，提升空间有限。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种扩频通信码捕获方法，通过利用频率折叠减少频率搜索单元，提高捕获速度，并且通过分段匹配滤波的方法消除信息序列符号翻转，减少了捕获扩频通信码的时间成本，提高了捕获概率。本专利技术的第二个目的在于提出一种扩频通信码捕获装置。为达上述目的，根据本专利技术第一方面实施例提出了一种扩频通信码捕获方法，包括：对接收信号进行频率折叠；将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行N次匹配滤波，并控制每次匹配滤波时，将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果；根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果；将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息。本专利技术实施例的扩频通信码捕获方法，对接收信号进行频率折叠；将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行N次匹配滤波，并控制每次匹配滤波时，频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果；根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果；将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息。由此，通过利用频率折叠减少频率搜索单元，提高捕获速度，并且通过分段匹配滤波的方法消除信息序列符号翻转，减少了捕获扩频通信码的时间成本，提高了捕获概率。本专利技术第二方面实施例提出了一种扩频通信码捕获装置，包括：频率折叠模块，用于对接收信号进行频率折叠；匹配滤波模块，用于将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行N次匹配滤波，并控制每次匹配滤波时，将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果；获取模块，用于根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果；确定模块，用于将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息。本专利技术实施例的扩频通信码捕获装置，对接收信号进行频率折叠；将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行N次匹配滤波，并控制每次匹配滤波时，频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果；根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果；将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息。由此，通过利用频率折叠减少频率搜索单元，提高捕获速度，并且通过分段匹配滤波的方法消除信息序列符号翻转，减少了捕获扩频通信码的时间成本，提高了捕获概率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的扩频通信码捕获方法的流程图；图2为对接收信号进行频率折叠的细化流程图；图3为对接收信号s(k)捕获扩频通信码的示意图；图4为对接收信号s(k)捕获扩频通信码的过程示意图；图5为非相关累加此时为20和80时，该实施例的方法、匹配滤波法(SMF)和PMF-FFT算法的捕获概率的示例图；图6为包含该实施例方法(FF-SMF)和PMF-FFT算法的平均捕获时间的示例图；图7为根据本专利技术一个实施例的扩频通信码捕获装置的结构示意图；图8为根据本专利技术另一个实施例的扩频通信码捕获装置的结构示意图；图9为根据本专利技术又一个实施例的扩频通信码捕获装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“多个”指两个或两个以上；术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面参考附图描述根据本专利技术实施例的扩频通信码捕获方法及装置。图1为根据本专利技术一个实施例的扩频通信码捕获方法的流程图。其中，需要说明的是，该实施例应用使用扩频通信方式的通信信息。如图1所示，根据本专利技术实施例的扩频通信码捕获方法，包括以下步骤。S1，对接收信号进行频率折叠。在本专利技术的一个实施例中，对接收信号进行频率折叠的过程，如图2所示，可以包括：S11，将接收信号按照预设的搜索步长映射到多个频点上，以获取各个频点的映射信号。其中，需要说明的是，接收信号是在采样时刻tk得到的中频数字信号s(k)，其中，s(k)表示为：s(k)＝Ad(tk)C(tk-τ)cos[(w0+wd)tk+φ0]+vk其中：A为中频数字信号的幅度，d(tk)为采样时刻tk的信息序列的值，C(tk-τ)为接收信号速率为Rc，码长为L，码相位为τ的扩频码，w0＝2πf0，w0为中频载波频率，f0为载波的中心频率，wd为多普勒频偏，wd＝2πfd，fd＝fc×V×cosθ/c，其中：V为飞行器速度，f为载波频率，θ为飞行器飞行方向与入射波方向之间的夹角，c为光速，φ0为载波相位，vk为扩频接收机输入信号的噪声。作为一种示例性的实施方式，在接收到接收信号s(k)后，可将接收信号s(k)按预设的搜索步长Δw＝2πΔf映射到多个频点上。其中，需要说明的是，搜索步长是预先设定的，可通过预先设置频率搜索步长Δf确定搜索步长的长度。作为一种示例，这里假设在频点数为J，其中，第j个频点上的映射信号可以表示为：在同相I路，sI(j)(k)＝s(k)cos[(w0+jΔw)tk],在Q路，sQ(j)(k)＝s(k)s本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩频通信码捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：对接收信号进行频率折叠；将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行N次匹配滤波，并控制每次匹配滤波时，将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果；根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果；将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息。

【技术特征摘要】
1.一种扩频通信码捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：对接收信号进行频率折叠；将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行N次匹配滤波，并控制每次匹配滤波时，将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果；根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果；将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对接收信号进行频率折叠，包括：将所述接收信号按照预设的搜索步长映射到多个频点上，以获取各个频点的映射信号；根据分组规则将多个频点上的映射信号以M个映射信号为一组进行分组，其中，M为正整数；将每个分组的映射信号进行叠加，并根据每组的叠加结果获得频率折叠后的接收信号。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制每次匹配滤波时，将频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取每次匹配滤波的分段匹配滤波结果，包括：针对当前次匹配滤波，根据接收信号速率、信息序列速率以及码长确定当前次匹配滤波的目标分段数；根据所述目标分段数对频率折叠后的接收信号与本地扩频码进行分段匹配滤波，以获取当前次匹配滤波中的每个分段匹配滤波结果。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述每个分段匹配滤波结果包括每个分段匹配滤波的同相信号和正交信号，所述根据每次匹配滤波的分段匹配滤波结果分别获取每次匹配滤波后的匹配滤波结果，包括：针对每次匹配滤波，将每个分段匹配滤波的同相信号进行平方和处理，以获取当前次匹配滤波的同相信号的匹配滤波结果；将每个分段匹配滤波的正交信号进行平方和处理，以获取当前次匹配滤波的正交信号的匹配滤波结果。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将N次匹配滤波之后的匹配滤波结果进行非相干累加，并根据非相关累积结果确定扩频通信码的捕获信息，包括：将N次匹配滤波之后的同相信号与正交信号的匹配滤波结果进行非相干...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹亚锋，潘筱涵，李亨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11