一种基于累积功率相关的扩频码同步方法及系统技术方案

本公开公开了一种基于累积功率相关的扩频码同步方法及系统，对采集的信号序列和PN码序列进行预处理，分别得到信号功率序列和PN码功率序列；根据PN码序列长度对信号功率序列进行分组，并按每组信号功率序列的对应位置进行功率累积，得到信号累积功率序列；对PN码功率序列进行移位，并输入相关器与信号累积功率序列进行相关运算，得到相关值；检测相关值中的最大值，并获取最大相关值对应的信号累积功率序列中的位置，该位置即为相位同步的位置，完成采集的信号序列和PN码序列的同步。增加数据分组和功率累积操作减少了相关次数，减小了运算时间，同时提高了同步效率。

A method and system of spreading code synchronization based on cumulative power correlation

【技术实现步骤摘要】
一种基于累积功率相关的扩频码同步方法及系统
本公开涉及测试
，尤其涉及一种基于累积功率相关的扩频码同步方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。扩频通信是在发送端将被传输的信息信号序列与扩频码通过扩频调制处理扩展到宽频带，然后在接收端将接收信号序列与本地扩频码序列进行解调处理的一种信息传输系统，具有抗截获能力强、抗干扰性强等特点。扩频码的同步在扩频通信中具有至关重要的作用，只有在本地扩频码序列与接收到的扩频码序列相位严格一致的情况下才能恢复出发送的原始信息，同步性能的优劣直接影响整个通信系统的性能。目前常用的同步方法主要有匹配滤波器法、滑动相关法等，匹配滤波器法捕获时间短，但结构复杂，资源占用率高，在工程应用中使用较少，而滑动相关法捕获时间长，但结构简单，易于实现，成本低，在实际工程中得到了广泛应用。滑动相关法相比匹配滤波器法结构更为简单，但由于受信号符号的影响，相关运算存在正相关和负相关的情况，导致同步时每次移位都要进行多次相关运算并去除符号的影响，然后对相关运算结果进行积分获得相关值，通过门限判决来完成同步，运算过程复杂，同步效率降低；其次，滑动相关法通常只通过一个门限进行判决，并根据判决结果进行移位，每次只能单次移位，移位次数较多，同步时间较长，在长码扩频通信中该问题尤为突出。
技术实现思路
为了解决上述问题，本公开提出了一种基于累积功率相关的扩频码同步方法及系统，通过对接收信号按照扩频码长度进行分组，并对每组中相同位置数据进行功率累积，然后该方法利用信号的自相关函数的特性，与平方后的扩频码进行滑动相关运算，根据运算结果找到最大峰值对应的数据位置，实现扩频码的同步。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：第一方面，本公开提供一种基于累积功率相关的扩频码同步方法，包括：获取待同步的信号序列和PN码序列，对其进行预处理，分别得到信号功率序列和PN码功率序列；根据PN码序列长度对信号功率序列进行分组，并按每组信号功率序列的对应位置进行功率累积，得到信号累积功率序列；对PN码功率序列进行移位，并输入相关器与信号累积功率序列进行相关运算，得到相关值；检测相关值中的最大值，并获取最大相关值对应的信号累积功率序列中的位置，该位置即为相位同步的位置，完成信号序列和PN码序列的同步，实现信号序列的扩频通信。本公开增加数据分组和功率累积操作减少了相关次数，将时间复杂度由O(N×L)减小为O(L)，减小了运算时间，同时提高了同步效率。作为可能的一些实现方式，所述预处理包括，对采集的信号序列和PN码序列进行平方运算，去除符号影响。本公开通过对采集的信号序列和PN码序列的预处理，避免了如滑动相关法的相关运算受信号符号的影响的问题，避免正相关、负相关情况的出现。作为可能的一些实现方式，所述对信号功率序列进行分组包括，根据PN码序列长度L对信号功率序列进行依次按段分组，分组后的每段信号功率序列的长度与PN码序列长度相等，并舍弃信号尾部不足L个采样点的信号数据。作为可能的一些实现方式，所述对分组后的信号功率序列进行累积包括，将每段信号功率序列按照1～L的对应位置累加起来，最终得到L个功率值，得到信号累积功率序列。作为可能的一些实现方式，所述对PN码功率序列进行移位包括，根据信号的自相关函数特性，判断信号功率序列与PN码功率序列的相位偏移，根据相位偏移对PN码功率序列进行移位。第二方面，本公开提供一种基于累积功率相关的扩频码同步系统，包括：预处理模块，其用于获取待同步的信号序列和PN码序列，对其进行预处理，分别得到信号功率序列和PN码功率序列；分组与累积模块，其用于根据PN码序列长度对信号功率序列进行分组，并按每组信号功率序列的对应位置进行功率累积，得到信号累积功率序列；相关运算模块，其用于对PN码功率序列进行移位，并输入相关器与信号累积功率序列进行相关运算，得到相关值；峰值检测模块，其用于检测相关值中的最大值，并获取最大相关值对应的信号累积功率序列中的位置，该位置即为相位同步的位置，完成信号序列和PN码序列的同步，实现信号序列的扩频通信。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开通过对接收信号按照扩频码长度进行分组，并对每组中相同位置数据进行功率累积，增加数据分组和功率累积操作减少了相关次数，将时间复杂度由O(N×L)减小为O(L)，减小了运算时间，同时提高了同步效率；并且利用信号的自相关函数的特性，与平方后的扩频码进行滑动相关运算，根据运算结果找到最大峰值对应的数据位置，实现扩频码的同步。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为信号自相关函数特性示意图；图2为滑动相关法原理流程图；图3为本公开一种基于累积功率相关的扩频码同步方法原理流程图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。滑动相关法是利用信号的自相关特性，在不考虑噪声的情况下，当接收的信号序列与本地PN码序列相位相差小于半个码片周期时，其相关输出将会有一个明显的峰值，而在相位相差较大时，相关输出为0，如图1所示；滑动相关法的原理框图如图2所示，首先将接收信号与本地PN码发生器生成的伪随机码相乘，然后通过一个相关积分器完成相关操作，再把相关积分的结果R送入门限判决器(门限设置为C)进行判决，如果R＜C，则按顺序控制本地VCO时钟，改变PN码发生器产生的PN码的相位，继续进行判决直到相关值R≥C，完成PN码的同步。实施例1如图3所示，本公开提供一种基于累积功率相关的扩频码同步方法，包括：(1)获取待同步的信号序列和PN码序列，对其进行预处理，分别得到信号功率序列和PN码功率序列；所述预处理包括，对采集的信号序列和PN码序列进行平方运算，去除符号影响；在本实施例中，设定本地PN码序列长度为L，采集信号序列的数据长度为N×L。(2)根据PN码序列长度对信号功率序列进行分组，并按每组信号功率序列的对应位置进行功率累积，得到信号累积功率序列；所述对信号功率序列进行分组包括，根据PN码序列长度L对信号功率序列进行依次按段分组，分组后的每段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于累积功率相关的扩频码同步方法，其特征在于，包括：/n获取待同步的信号序列和PN码序列，对其进行预处理，分别得到信号功率序列和PN码功率序列；/n根据PN码序列长度对信号功率序列进行分组，并按每组信号功率序列的对应位置进行功率累积，得到信号累积功率序列；/n对PN码功率序列进行移位，并输入相关器与信号累积功率序列进行相关运算，得到相关值；/n检测相关值中的最大值，并获取最大相关值对应的信号累积功率序列中的位置，该位置即为相位同步的位置，完成信号序列和PN码序列的同步，实现信号序列的扩频通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于累积功率相关的扩频码同步方法，其特征在于，包括：
获取待同步的信号序列和PN码序列，对其进行预处理，分别得到信号功率序列和PN码功率序列；
根据PN码序列长度对信号功率序列进行分组，并按每组信号功率序列的对应位置进行功率累积，得到信号累积功率序列；
对PN码功率序列进行移位，并输入相关器与信号累积功率序列进行相关运算，得到相关值；
检测相关值中的最大值，并获取最大相关值对应的信号累积功率序列中的位置，该位置即为相位同步的位置，完成信号序列和PN码序列的同步，实现信号序列的扩频通信。


2.如权利要求1所述的一种信息的形式化描述方法，其特征在于，
所述预处理包括，对采集的信号序列和PN码序列进行平方运算，去除符号影响。


3.如权利要求2所述的一种信息的形式化描述方法，其特征在于，
所述对信号功率序列进行分组包括，根据PN码序列长度L对信号功率序列进行依次按段分组，分组后的每段信号功率序列的长度与PN码序列长度相等，并舍弃信号尾部不足L个采样点的信号数据。


4.如权利要求1所述的一种信息的形式化描述方法，其特征在于，
所述对分组后的信号功率序列进行累积包括，将每段信号功率序列按照1～L的对应位置累加起来，最终得到L个功率值，得到信号累积功率序列。


5.如权利要求4所述的一种信息的形式化描述方法，其特征在于，
所述对PN码功率序列进行移位包括，根据信号的自相关函数特性，判断信号功率序列与PN码功率序列的相位偏移，根据相位偏移对PN码功率序列进行移位。


6.一种基于累积功率相关的扩频码同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，张光山，刘世超，付存文，胡林智，
申请(专利权)人：中电科仪器仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37