一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法技术

一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法，可以根据数据位内I相积分累加值情况，确定出数据位翻转跳变位置。该方法通过计算信号解调解扩后连续多个采样周期内的I相累加值，利用累加值结果构造四组观测量，根据观测量的正负及幅值关系，确定出数据位翻转跳变位置。本方法计算简单方便，为扩频码频率与数据率不相参的信号提供了一种快速的位同步方法。

【技术实现步骤摘要】
一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法
本专利技术涉及一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法。
技术介绍
在扩频通信系统中，信号在捕获跟踪后需要经位同步处理才能正确提取出数据位信息，因此位同步技术是扩频通信的关键技术。目前，扩频码频率与数据率相参(扩频码频率是数据率的整数倍，且每个数据码比特发生沿时刻均与扩频码第一个码片发生沿重合)的位同步方法已经成熟，当两者不相参时，由于两者相位不固定，现有的相参位同步方法无法适应这一情况。要解决这类问题，就需要一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法。本专利技术包括如下技术方案：一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法，在每个需要位同步的时间点执行如下步骤：(1)根据信号扩频码特性确定数据采样周期T，同时确定一个数据位长内采样周期数N，构造一个大小为2N的数据缓存区并初始化；(2)计算信号解调解扩后1个采样周期为T的I相累加值；(3)原缓存队列数据依次左移一位，将步骤(2)中计算的I相累加值移入缓存队列右端；(4)判断数据缓存区内存储的I相累加值RI的个数是否达到2N个；若数据缓存区内存储的I相累加值RI个数达到2N个，则转入步骤(5)，否则转入步骤(2)；(5)利用存储在缓存区的数据构造四组观测量Z1、Z2、Z3和Z4；(6)判断Z1和Z2符号是否不同；若Z1和Z2符号不同，则转入步骤(7)，否则转入步骤(2)；(7)判断Z1与Z3、Z4是否满足幅值关系；若Z1与Z3、Z4满足幅值关系，则转入步骤(8)，否则转入步骤(2)；(8)提取Z1作为数据位能量和，同时记录数据位翻转的历元计数值；(9)判断数据位能量和是否大于0，如果大于0则置数据位为1，否则置数据位为0。所述步骤(1)中数据采样周期T应小于一个数据位长的时间t，且t为T的整数倍。所述步骤(1)中一个数据位长内采样周期数N的取值范围为：N的取值范围是：4≤N≤8。所述步骤(5)中构造四组观测量Z1、Z2、Z3和Z4的方法如下：首先数据缓存区中共存储了2N个I相累加值RI，表示为RI0，RI1，...，RI2N-1，在缓存区中数据存放形式如下(从右至左表示从低位到高位)：RI2N-1RI2N-1…RIN+1RINRIN-1RIN-2…RI2RI1RI0其中，RI0为最新采样周期内的I相累加值；则Z1、Z2、Z3和Z4分别表示为：所述步骤(7)中Z1与Z3、Z4是否满足幅值关系判断公式如下：所述步骤(8)中数据位翻转的历元计数标记方法如下：一个数据位长内采样周期数为N，相应地，每个采样周期的I相累加值表示为I0，I1，...，IN-1，则相应累加值的历元计数为0，1，...，N-1。完成位同步后，提取数据位能量和根据步骤(8)记录的数据位翻转的历元计数按N拍为周期进行。根据历元计数按N拍为周期进行数据位能量和的提取公式如下：其中，本数据位长内I相累加值表示为I0，I1，...，IN-1，上一数据位长内I相累加值表示为I′0，I1′，...，I′N-1，数据位翻转的历元计数为n，n取值范围为0≤n≤(N-1)。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术为扩频码频率与数据率不相参的情况提供了一种快速简便的位同步方法，通过恰当选取累加值组成数据位能量和，可以保证数据位能量和不会跨越数据位翻转，以达到正确提取数据位、传递信息的目的。(2)扩频码频率与数据率不相参的位同步方法在完成位同步后，会记录下数据位翻转的历元计数值，在后续连续且无失锁的信息通信中，可以按照该历元计数值按N拍为周期进行数据位提取，降低了计算量，提高了数据位提取的速度。总之，本专利技术方法快速简单，解决了扩频码与数据率不相参时如何位同步的问题，保证了数据通信的正确性和连续性。附图说明图1为本专利技术的扩频码频率与数据率不相参的位同步方法的原理框图。具体实施方式如图1所示，为本专利技术实现的扩频码频率与数据率不相参的位同步方法的流程图，在每个需要进行位同步的时间点均需要调用图1所示的流程。在此选取某扩频码频率与数据不相参的位同步验证系统，在硬件DSP中实现为例进行说明。(1)根据信号扩频码特性确定数据采样周期T，同时确定一个数据位长内采样周期数N，构造一个大小为2N的数据缓存区并初始化为0。考虑到信号在信噪比10dB以上才可以正常通信，并综合考虑计算量，经计算，N的取值范围是：4≤N≤8。数据采样周期T应小于一个数据位长的时间t，且t为T的整数倍，以保证在一个数据位长时间内进行采样时，采样累加值相位不随时间而改变。在本实例中一个数据位长t内采样周期数N取值为4，数据采样周期数据缓存区大小为8。(2)计算信号解调解扩后1个采样周期为T的I相相关数据累加值(相关数据累加值的含义是，以系统主频为采样时钟，分别采样输入信号和本地产生的载波信号I支路的数据，将同一时刻的输入信号采样与I支路数据采样相乘，不同时刻的乘积累加，累加周期为T，得到I支路的相关数据累加值)，按时间顺序周期性标记为I0，I1，I2，I3。(3)原缓存队列数据依次左移一位，将新采样周期为T的I相累加值移入缓存队列右端。(4)判断数据缓存区内存储的I相累加值RI个数是否达到8个；若数据缓存区内存储的I相累加值RI个数达到8个，则转入步骤(5)，否则转入步骤(2)。(5)利用缓存区数据构造四组观测量Z1、Z2、Z3和Z4。四组观测量Z1、Z2、Z3和Z4的构造方法如下：首先数据缓存区中共存储了8个I相累加值RI，表示为RI0，RI1，...，RI7，在缓存区中数据存放形式如下(从右至左表示从低位到高位)：RI7RI6RI5RI4RI3RI2RI1RI0其中，RI0为最新采样周期内的I相累加值。则Z1、Z2、Z3和Z4分别表示为：Z1＝RI0+RI1+RI2，Z2＝RI4+RI5+RI6，Z3＝RI1+RI2+RI3，Z4＝RI2+RI3+RI4。(6)判断Z1和Z2符号是否不同；若Z1和Z2符号不同，则说明数据位发生了翻转，转入步骤(7)，否则转入步骤(2)继续进行数据采样。(7)判断Z1与Z3、Z4是否满足幅值关系；Z1与Z3、Z4是否满足幅值关系判断方法如下：|Z1|≥1.25|Z3|，|Z1|≥1.25|Z4|。本实例中，Z1与Z3、Z4幅值关系计算方法为：代入公式N取值为4，得1.25。(8)提取Z1作为数据位能量和，同时记录数据位翻转的历元计数值，后续提取数据位时以此历元计数按N拍为周期进行。数据位翻转的历元计数标记方法如下：一个数据位长内采样周期数为N，相应地，每个采样周期内I相累加值表示为I0，I1，...，IN-1，则相应累加值的历元计数为0，1，...，N-1。提取Z1作为数据位能量和的优点是：Z1这组能量和没有发生数据位翻转，在一个数据位内，尽大地提高信号灵敏度，增大提取数据位的正确性。记录数据位翻转的历元计数值的优点是：在后续连续且无失锁的信息通信中，可以按照该历元计数值按N拍为周期进行数据位提取，降低了计算量，提高了数据位提取的速度。位同步完成后，根据历元计数按N拍为周期进行数据位能量和的提取方法如下：本数据位长内I相累加值表示为I0，I1，...，IN-1，上一数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法，其特征在于在每个需要位同步的时间点执行如下步骤：(1)根据信号扩频码特性确定数据采样周期T，同时确定一个数据位长内采样周期数N，构造一个大小为2N的数据缓存区并初始化；(2)计算信号解调解扩后1个采样周期为T的I相累加值；(3)原缓存队列数据依次左移一位，将步骤(2)中计算的I相累加值移入缓存队列右端；(4)判断数据缓存区内存储的I相累加值RI的个数是否达到2N个；若数据缓存区内存储的I相累加值RI个数达到2N个，则转入步骤(5)，否则转入步骤(2)；(5)利用存储在缓存区的数据构造四组观测量Z1、Z2、Z3和Z4；(6)判断Z1和Z2符号是否不同；若Z1和Z2符号不同，则转入步骤(7)，否则转入步骤(2)；(7)判断Z1与Z3、Z4是否满足幅值关系；若Z1与Z3、Z4满足幅值关系，则转入步骤(8)，否则转入步骤(2)；(8)提取Z1作为数据位能量和，同时记录数据位翻转的历元计数值；(9)判断数据位能量和是否大于0，如果大于0则置数据位为1，否则置数据位为0。

【技术特征摘要】
1.一种扩频码频率与数据率不相参的位同步方法，其特征在于在每个需要位同步的时间点执行如下步骤：(1)根据信号扩频码特性确定数据采样周期T，同时确定一个数据位长内采样周期数N，构造一个大小为2N的数据缓存区并初始化；(2)计算信号解调解扩后1个采样周期为T的I相累加值；(3)原缓存队列数据依次左移一位，将步骤(2)中计算的I相累加值移入缓存队列右端；(4)判断数据缓存区内存储的I相累加值RI的个数是否达到2N个；若数据缓存区内存储的I相累加值RI个数达到2N个，则转入步骤(5)，否则转入步骤(2)；(5)利用存储在缓存区的数据构造四组观测量Z1、Z2、Z3和Z4，具体为：首先数据缓存区中共存储了2N个I相累加值RI，表示为RI0，RI1，…，RI2N-1，在缓存区中数据存放形式如下，从右至左表示从低位到高位：RI2N-1RI2N-2…RIN+1RINRIN-1RIN-2…RI2RI1RI0其中，RI0为最新采样周期内的I相累加值；则Z1、Z2、Z3和Z4分别表示为：(6)判断Z1和Z2符号是否不同；若Z1和Z2符号不同，则转入步骤(7)，否则转入步骤(2)；(7)判断Z1与Z3、Z4是否满足幅值关系；若Z1与Z3、Z4满足幅值关系，则转入步骤(8)，否则转入步骤(2)；(8)提取Z1作为数据位能量和，同时记录数据位翻转的历元计数值；(9)判断数据位能量和是否大于0，如果大于0则置数据位为1，否则置数据位为0。2.根据权利要求1所述的扩频码频率与数据率不相参的位同步方法，其特征在于：所述步骤(1)中数据采样周期T应小于一个数据位长的时间t，且t为...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔莹莹，陈怡，韩琦，贾为民，葛飞，刘昌杰，
申请(专利权)人：北京航天自动控制研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11