一种扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法技术

一种扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，步骤为：S1：实时检测机制；S2：若检测到环路正在往偏离信号的方向运行，使偏离计数器自加，进入步骤S3；否则，若信号闪断标志置位，进入步骤S5；S3：若偏离计数器值超过预设门限A，环路失锁，接收机将失锁，结束；否则，若偏离计数器值超过预设门限B，其中B<A，则判断为信号中断，进入步骤S4；否则，回到步骤S1；S4：置位信号闪断标志，继续运行跟踪；S5：环路工作态势趋向于接近信号，判断信号闪断进程结束，再次进入了接收机；清除信号闪断标志，清零偏离计数器；S6：载入环路未偏离时备份的环路输出量，重启跟踪过程；S7：直接进入跟踪阶段。本发明专利技术具有易实现、可靠性好、适用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及到扩频数字接收机的设计领域，特指。
技术介绍
当前，在卫星测控体制中广泛使用扩频技术。在空间使用的扩频接收机，不仅可以实现具备较高的灵敏度和抗干扰性能的通信系统，还可以完成高精度的测量定轨等功能。由于电离层抖动、以及飞行器姿态翻转等因素会引起接收机信号的突然短暂中断(闪断)。扩频接收机在锁定后，遇到这种信号闪断的情况，可能导致接收机失锁，而在信号本身动态较大的情况下失锁更容易发生。信号闪断时，其正常信号的中断时间可能达到几毫秒或几十毫秒，此时接收机跟踪环路相关器输出结果必然是错误的值，基于错误相关结果的鉴频、鉴相误差会误导环路，导致环路偏离。中断时间越长，偏离越大，另外如果信号多普勒较大，跟踪环路与信号的偏离就更大，在信号恢复正常后，接收机很难继续保持对信号的跟踪从而失锁，甚至由于载波频率或码相位、码速率已经偏离正确值而使接收机进入假锁工作状态。接收机因失锁重捕而增加了热启动状态下的通信建立时间，在弱信号高灵敏度条件下，接收机捕获重捕时间往往较长，达到10秒以上，在空间或军事应用中可能错过重要的通信窗口，无法满足空间通信的任务需求。所以，有必要针对这种应用背景进行接收机环路的快速恢复机制的设计，使接收机满足此类应用需求。目前，业内没有针对性的解决信号闪断条件下，接收机快速恢复锁定或保持持续锁定的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种易实现、可靠性好、适用范围广的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案:—种扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其步骤为:S1:接收机锁定状态下启动对跟踪环路工作状态的实时检测机制；S2:若检测到环路正在往偏离信号的方向运行，则使偏离计数器自加，进入步骤S3;否则，若信号闪断标志置位，进入步骤S5 ;信号闪断标志未置位，则备份跟踪环路输出量，回到步骤S1 ;S3:若偏离计数器值超过预设门限A，则认为环路失锁，接收机将失锁，结束；否贝1J，若偏离计数器值超过预设门限B，其中B〈A，则判断为信号中断，进入步骤S4 ;否则，回到步骤S1 ；S4:置位信号闪断标志，继续运行跟踪，但停止环路自身的刷新修正过程，回到步骤S1 ；S5:环路工作态势趋向于接近信号，即收敛，判断信号闪断进程结束，信号已恢复正常，再次进入了接收机；清除信号闪断标志，清零偏离计数器；S6:载入环路未偏离时备份的环路输出量，重启跟踪过程；S7:省去接收机捕获过程，直接进入跟踪阶段，完成对中断后信号的快速捕获。作为本专利技术的进一步改进:所述步骤S1和S2中，实时检测机制的方法为:接收机解扩后信号能量的实时积分计算值，与持续对该值进行低通滤波后的结果进行对比，若实时计算值大于低通滤波后结果，则认为环路正在接近信号。作为本专利技术的进一步改进:所述步骤S1和S2中，实时检测机制的方法为:基于超前滞后码环的接收机，其解扩后当前路P路实时积分能量值，与超前E路或滞后L路实时积分能量值进行对比，若P路能量值大于E路及L路，则认为环路正在接近信号。作为本专利技术的进一步改进:所述步骤S2中，当检测到环路没有偏离信号时，备份此时环路输出量，包括信号实时载波频率、扩频码速率。作为本专利技术的进一步改进:所述步骤S3中，预设了最大持续可偏离门限A，环路持续偏离次数超过A后，认为跟踪将无法恢复对信号的锁定，接收机失锁；预设了最小偏离门限B，认为在信号未中断情况下，环路最大可能出现的持续偏离次数，偏离次数小于B，认为信号未中断。作为本专利技术的进一步改进:所述门限A，B根据接收机性能要求和跟踪环路技术参数来设置，或者根据接收机跟踪环路实际测试结果来预设。作为本专利技术的进一步改进:所述步骤S4中，在判断信号中断后，停止环路利用其输出量来自我修正，认为此时的输出量是错误的。作为本专利技术的进一步改进:所述步骤S5、S6、S7中，当检测到环路工作态势趋向于接近信号时，载入环路未偏离时备份的环路输出量，重新启动跟踪过程，载波环将以具有大动态牵入能力的锁频环模式运行，码环也以相应的滤波带宽运行，保证信号从跟踪直接牵入，收紧环路带宽完成对信号的稳定跟踪。与现有技术相比，本专利技术的优点在于:1、本专利技术的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，在复杂或恶劣应用环境下，无线信号可能短暂中断，接收机如何在信号短暂中断后，可以不需要信号的重新捕获而快速恢复接收机正常锁定状态，从而节省通信建立时间。2、在军用或宇航等复杂或恶劣环境下，通信信号可能出现闪断现象。在信号发生闪断时，本专利技术使得接收机能够快速完成对信号的重捕和锁定，从而大为缩短了通信重建时间，增强接收机的鲁棒性而提高产品在复杂恶劣场景下的应用能力。3、本专利技术的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，可以在信号中断50ms内实现接收机环路的快速锁定，相对常规的大于2s钟的单通道锁定时间，降低了由于信号闪断或者短时异常干扰情况下的通信中断概率。4、本专利技术的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，实现简单、可以广泛适用于各类基于载波环、码环的扩频接收机。【附图说明】图1是本专利技术的流程示意图。图2是本专利技术具体实例中在某型号星载高灵敏度接收机上的应用示意图。【具体实施方式】以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其步骤为:S1:接收机锁定状态下启动对跟踪环路工作状态的实时检测机制；S2:若检测到环路正在往偏离信号的方向运行(环路发散)，则使偏离计数器自加，进入步骤S3。否则，若信号闪断标志置位，进入步骤S5 ;信号闪断标志未置位，则备份跟踪环路(载波环，码环)输出量(载波频率值，码速率值)，回到步骤S1 ;S3:若偏离计数器值超过预设门限A，则认为环路失锁，接收机将失锁，结束。否贝1J，若偏离计数器值超过预设门限B(B〈A)，则判断为信号中断(闪断)，进入步骤S4。否则，回到步骤S1 ;S4:置位信号闪断标志，继续运行跟踪，但停止环路自身的刷新修正过程(认为此时环路输出量是错误的)，回到步骤S1;S5:环路工作态势趋向于接近信号(收敛)，可以判断信号闪断进程结束，信号已恢复正常，再次进入了接收机。清除信号闪断标志，清零偏离计数器；S6:载入环路未偏离时备份的环路输出量(载波频率值，码速率值)，重启跟踪过程;S7:省去接收机捕获过程，直接进入跟踪阶段，从而完成对中断后信号的快速捕获(跟踪快速锁定)。在上述步骤S1和S2中，使用了环路工作状态的实时检测机制，该检测机制能够辨别环路正在偏离信号，或是环路正在正常跟踪信号。环路收敛后，由于背景噪声的影响，接收机环路输出参量会在信号真实值附近波动，当环路输出参量接近于信号真实值时，基于该参量进行积分解扩和解调，得到的积分能量会大于环路输出参量偏离信号真实值时的能量。在有用信号已经中断的情况下，环路输出参量必然开始持续的偏离信号真实值，此时这种偏离将在接收机跟踪解调过程中某些实时能量上反映出来。在具体应用实例中，检测机制的具体方法可以根据接收机具体使用跟踪环路的不同而异，包括但不限于以下方法:1:接收机解扩后信号能量的实时积分计算值，与持续对该值进行低通滤波后的结果进行对比，若实时计算值大于低通滤波后结果，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，步骤为：S1：接收机锁定状态下启动对跟踪环路工作状态的实时检测机制；S2：若检测到环路正在往偏离信号的方向运行，则使偏离计数器自加，进入步骤S3；否则，若信号闪断标志置位，进入步骤S5；信号闪断标志未置位，则备份跟踪环路输出量，回到步骤S1；S3：若偏离计数器值超过预设门限A，则认为环路失锁，接收机将失锁，结束；否则，若偏离计数器值超过预设门限B，其中B<A，则判断为信号中断，进入步骤S4；否则，回到步骤S1；S4：置位信号闪断标志，继续运行跟踪，但停止环路自身的刷新修正过程，回到步骤S1；S5：环路工作态势趋向于接近信号，即收敛，判断信号闪断进程结束，信号已恢复正常，再次进入了接收机；清除信号闪断标志，清零偏离计数器；S6：载入环路未偏离时备份的环路输出量，重启跟踪过程；S7：省去接收机捕获过程，直接进入跟踪阶段，完成对中断后信号的快速捕获。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建伟，乔纯捷，冯旭哲，黄维，胡梅，陈建云，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43