一种扩频通信中具备高适应能力的捕获系统技术方案

一种扩频通信中具备高适应能力的捕获系统，它涉及扩频通信技术领域；总线译码器实现捕获系统与CPU之间的通信；时钟生成器根据CPU的设置生成两路时钟供捕获系统中其他模块使用；数字下变频器将接收卫星信号下变频为零中频的复信号，然后送入降采样滤波器，将采样率降为2倍码速率，同时本地码也降为2倍码速率，然后送入缓存装置一，待存够一次部分匹配滤波数据后依次进行部分匹配滤波和傅里叶变换，然后频域结果与缓存装置三中的数据实现非相干积分，非相干积分完成后进行峰值门限判决，判决结果通过总线传给CPU；能够实现卫星导航系统中适应各种环境的伪码相位与多普勒频偏的二维捕获。

A capture system with high adaptability in spread spectrum communication

Have a high ability to adapt to the acquisition system in spread spectrum communication, which relates to the field of spread spectrum communication technology; bus decoder to realize communication between the acquisition system and the CPU; according to the CPU clock generator generates two clock settings for other modules used in the system to capture; frequency dependent digital will receive satellite signal conversion for complex signal zero intermediate frequency and then to the decimation filter, the sampling rate will be reduced to 2 times the code rate, while the local code is reduced to 2 times the code rate, then sent to the device to be stored, enough for one part of the matched filtering data then followed by partial matched filter and Fu Liye transform, then the frequency domain results and third data cache device non coherent integration, non coherent integration after the peak threshold, the verdict by bus to CPU; to adapt to each implementation of satellite navigation system Two dimensional acquisition of pseudo code phase and Doppler frequency offset in two kinds of environments.

【技术实现步骤摘要】
一种扩频通信中具备高适应能力的捕获系统
本专利技术涉及扩频通信
，具体涉及一种卫星导航系统中可适应各种环境的伪码相位与多普勒频偏的扩频通信中具备高适应能力的捕获系统。
技术介绍
随着我国“北斗二号”卫星导航系统的建成，北斗用户机已在各行各业中普及使用，从而导航设备的应用环境越来越多样复杂，对用户机的需求趋向多样化。如在典型城市道路中各种楼宇、立交桥、行人通道的遮挡以及在丛林、山区下的各种遮挡环境下，用户机应具备高灵敏接收能力；如精确制导炸弹、火箭弹、战术导弹、发射箱装置等制导武器系统，用户机应具备高动态接收能力；采用电池供电的手持用户机则要求低功耗。现有的技术均是针对特定的环境，无法同时适应不同的环境，因此本专利技术提出了一种扩频通信中具备高适应能力的捕获系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够实现卫星导航系统中适应各种环境的伪码相位与多普勒频偏的二维捕获的扩频通信中具备高适应能力的捕获系统。为了解决
技术介绍
所存在的问题，本专利技术是采用以下技术方案：一种扩频通信中具备高适应能力的捕获系统，包括总线译码器、时钟生成器、数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置；总线译码器分别与CPU、时钟生成器、傅里叶变换装置、非相干积分器连接；时钟生成器生成的时钟一分别与数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一连接，时钟生成器生成的时钟二分别与缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置连接；峰值门限判决装置与总线译码器连接；且数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置依次连接。作为本专利技术的进一步改进；所述的数字下变频器将接收卫星信号下变频为零中频的复信号，然后送入所述降采样滤波器，将采样率降为2倍码速率，同时本地码也降为2倍码速率，然后送入缓存装置一，待存够一次部分匹配滤波数据后依次进行部分匹配滤波和傅里叶变换，然后频域结果与缓存装置三中的数据实现非相干积分，非相干积分完成后进行峰值门限判决，判决结果通过总线译码器传给CPU。作为本专利技术的进一步改进；所述的总线译码器实现捕获系统与CPU之间的通信，CPU通过总线译码器给捕获系统设置捕获参数，如时钟二的频率值、傅里叶变换的频率槽宽度、相干积分时间、非相干积分时间等；在捕获完成后，CPU通过总线译码器获得捕获结果，如捕获成功/失败标志、码相位、多普勒频移等。作为本专利技术的进一步改进；所述的时钟生成器为PLL或DLL，根据CPU的设置生成两路时钟供捕获系统中其他模块使用，生成的时钟一供所述数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一使用，时钟二供所述缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置使用。时钟二可通过CPU设置，时钟频率越高，则捕获效率越高，反之则捕获功耗越小。作为本专利技术的进一步改进；所述的数字下变频器将接收卫星信号与由NCO和CORDIC级联产生的本地载波相乘，生成同向分量I和正交分量Q的零中频复信号。作为本专利技术的进一步改进；所述的降采样滤波器将零中频的复信号的采样率降为2倍码速率，同时本地码也降为2倍码速率。作为本专利技术的进一步改进；所述的缓存装置一、缓存装置二、缓存装置三均为随机存储器（RAM），所述缓存装置一用于缓存2倍码速率的零中频复信号和本地码，所述缓存装置二用于缓存傅里叶变换装置中的相干积分结果，所述缓存装置三用于缓存非相干积分结果。作为本专利技术的进一步改进；所述的部分匹配滤波器在缓存装置一中存够一次部分匹配滤波所需数据后进行部分匹配滤波：首先，将零中频复信号写入寄存器组A中，将本地码写入寄存器组B1中，待写满N个寄存器后开始寄存器组A与寄存器组B1相乘并求和，得到一个相干积分值；每写入一组值，将寄存器组A采用先进先出的方式写入，寄存器组B1与寄存器组B2采用乒乓的方式写入，同时进行相干积分运算，得到相应的相干积分值；最后，将M个采样点数据变为N组M/N个采样点数据，实现并行相干积分。作为本专利技术的进一步改进；所述的傅里叶变换装置采用DFT算法，而不是传统的FFT算法，将部分匹配滤波结果与旋转因子相乘，然后与所述缓存装置二中的数据进行相干积分，然后写回所述缓存装置二中，实现时域到频域的转换，同时完成消除多普勒频移后的相干积分。采用了DFT算法的目的在于灵活地调整相干积分时间及频率槽宽度：相干积分时间可通过CPU设置，积分时间越长，则捕获灵敏度越高，反之则捕获效率越高；频率槽宽度可通过CPU设置，频率槽越窄，则扇贝损失越小，从而捕获灵敏度越高，反之则捕获的动态范围越大。在捕获系统中，通常情况下所需的傅里叶变换转换为频域的点数N较少（<32），因此DFT并行算法需要的N/2个复数乘法器，与FFT并行算法需要的log2(N)个复数乘法器比较差异不大，但是FFT并行算法还需要大量的RAM进行缓存，因此在本专利技术中DFT并行算法所占用的资源略小于FFT并行算法。作为本专利技术的进一步改进；所述的非相干积分器将相干积分结果与缓存装置三中的数据实现非相干积分，然后写回所述缓存装置三中。非相干积分时间可通过CPU设置，积分时间越长，则捕获灵敏度越高，反之则捕获效率越高。作为本专利技术的进一步改进；所述的峰值门限判决装置用于搜索非相干积分结果中的最大值，然后与捕获门限比较，超过门限则捕获成功，将捕获成功标志及最大值对应的码相位和多普勒频偏通过总线译码器送入CPU；否则进行下一段捕获，如已遍历所有码相位的时间不确定度则捕获失败，将捕获失败标志通过总线译码器送入CPU。采用上述技术方案后，本专利技术具有以下有益效果：1、时钟生成器生成的时钟频率可设，时钟频率越高，则捕获效率越高，反之则捕获功耗越小；2、相干积分与非相干积分的积分时间可设，积分时间越长，则捕获灵敏度越高，反之则捕获效率越高；3、傅里叶变换的频率槽宽度可设，频率槽越窄，则扇贝损失越小，从而捕获灵敏度越高，反之则捕获的动态范围越大；4、CPU通过设置合理的时钟频率、傅里叶变换的频率槽宽度与相干和非相干积分时间，实现捕获灵敏度、捕获效率、动态范围与功耗的权衡，提高了捕获系统的灵活性及适应性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的实施例中的捕获系统的结构示意图；图2为本专利技术所提供的实施例中DFT并行算法的傅里叶变换装置结构示意图；附图标记：S1—总线译码器；S2—时钟生成器；S3—数字下变频器；S4—降采样滤波器；S5—缓存装置一；S6—部分匹配滤波器；S7—傅里叶变换装置；S8—缓存装置二；S9—非相干积分器；S10—缓存装置三；S11—峰值门限判决装置。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩频通信中具备高适应能力的捕获系统，其特征在于，包括总线译码器、时钟生成器、数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置；总线译码器分别与CPU、时钟生成器、傅里叶变换装置、非相干积分器连接；时钟生成器生成的时钟一分别与数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一连接，时钟生成器生成的时钟二分别与缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置连接；峰值门限判决装置与总线译码器连接；且数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置依次连接；所述的总线译码器实现捕获系统与CPU之间的通信；所述的时钟生成器根据CPU的设置生成两路时钟供捕获系统中其他模块使用，生成的时钟一供所述数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一使用，时钟二供所述缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置使用；所述的数字下变频器将接收卫星信号下变频为零中频的复信号；所述的降采样滤波器将零中频的复信号的采样率降为2倍码速率，同时本地码也降为2倍码速率；所述的缓存装置一用于缓存2倍码速率的零中频复信号和本地码；所述的部分匹配滤波器在所述缓存装置一中存够一次部分匹配滤波所需数据后进行部分匹配滤波，实现并行相干积分；所述的傅里叶变换装置将部分匹配滤波结果与旋转因子相乘，然后与所述缓存装置二中的数据进行相干积分，然后写回所述缓存装置二中，实现时域到频域的转换，同时完成消除多普勒频移后的相干积分；所述的非相干积分器将相干积分结果与缓存装置三中的数据实现非相干积分，然后写回所述缓存装置三中；所述的峰值门限判决装置用于搜索非相干积分结果中的最大值，然后与捕获门限比较，超过门限则捕获成功，将捕获成功标志及最大值对应的码相位和多普勒频偏通过总线译码器送入CPU；否则进行下一段捕获，如已遍历所有码相位的时间不确定度则捕获失败，将捕获失败标志通过总线译码器送入CPU。...

【技术特征摘要】
1.一种扩频通信中具备高适应能力的捕获系统，其特征在于，包括总线译码器、时钟生成器、数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置；总线译码器分别与CPU、时钟生成器、傅里叶变换装置、非相干积分器连接；时钟生成器生成的时钟一分别与数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一连接，时钟生成器生成的时钟二分别与缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置连接；峰值门限判决装置与总线译码器连接；且数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置依次连接；所述的总线译码器实现捕获系统与CPU之间的通信；所述的时钟生成器根据CPU的设置生成两路时钟供捕获系统中其他模块使用，生成的时钟一供所述数字下变频器、降采样滤波器、缓存装置一使用，时钟二供所述缓存装置一、部分匹配滤波器、傅里叶变换装置、缓存装置二、非相干积分器、缓存装置三、峰值门限判决装置使用；所述的数字下变频器将接收卫星信号下变频为零中频的复信号；所述的降采样滤波器将零中频的复信号的采样率降为2倍码速率，同时本地码也降为2倍码速率；所述的缓存装置一用于缓存2倍码速率的零中频复信号和本地码；所述的部分匹配滤波器在所述缓存装置一中存够一次部分匹配滤波所需数据后进行部分匹配滤波，实现并行相干积分；所述的傅里叶变换装置将部分匹配滤波结果与旋转因子相乘，然后与所述缓存装置二中的数据进行相干积分，然后写回所述缓存装置二中，实现时域到...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚旻，
申请(专利权)人：北京星桥恒远导航科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11