一种伪码序列的捕获方法技术

本发明专利技术涉及直接序列扩频通信技术领域，特别涉及一种伪码序列的捕获方法。本发明专利技术通过将本地复制码的所有不同码相位序列均匀的划分成ｎ分组，每分组包含ｍ个不同码相位序列，将每分组中的ｍ个码相位序列相加，得到该分组的复合码序列。首先利用复合码序列分别与接收到的卫星伪码序列进行相关积分，搜索含有卫星伪码序列的复合码序列；再通过在该复合码序列相应分组的ｍ个码相位序列中搜索卫星伪码序列。这种方法可以广泛应用ＧＰＳ信号、伽利略信号以及其它通信信号的软件接收机中，可以灵活捕获不同长度的直接序列扩频码。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直接序列扩频通信
，特别涉及一种伪码序列 的捕获方法。
技术介绍
软件无线电的概念是指用可编程微处理器代替模拟或者数字器 件实现信号处理的大部分功能，软件无线电把接收机的仿真与实现紧 密联系起来，具有更大的灵活性。自从软件无线电的概念出现以后，从80年代以硬件为主的数字无线电技术开始向着今后更加灵活、更加 先进的方向发展。软件捕获信号算法的实现可以使接收机更加灵活的适应不同码 长的不同伪随机噪声序列、载波频率、相位变化等，也为接收机的广 泛使用提供了保障。1)接收机的灵活配置为接收机随时对所需要的 信号进行实时模拟处理提供了可能性。可以针对不同的情况采用不同 的算法，对数据进行采集、分析和测试。2)接收机的软件模块化设 计也可以对各模块的输入和输出信号进行可视化监测，因此在不同算 法后可以对各个模块的性能进行评估，以便择优使用。3)接收机的 软件化能够大大提高接收机的利用效率。接收机的软件化不仅可以灵 活接收处理来自不同伪随机噪声码，也可以根据接收机所处的环境灵 活使用不同的算法来处理数据、分析数据等，这样可以提高接收机的使用效率。软件接收机包括硬件和软件设计。硬件设计主要是模数转换器(ADC)和数字信号处理器(DSP)的设计，软件设计包括各种处理算法，如相关算法、定位算法等。对同步捕获方法的研究是随着扩频技术的出现而开始的，早期曾 经采用发送参考序'列、发送特定同步码、统一定时以及序列状态估计 等方法实现码同歩，但是这些都不是很理想。比较成熟的技术就是相 关搜索技术，即采用不同相位的本地序列与接收序列做相关运算，通 过相关值的大小判断序列是否同步。而这些方法目前都是靠使用硬件 来实现的。就目前而言，关于接收机伪随机噪声码的同步捕获方法的研究主 要集中在捕获方法、捕获时间、检测判决变量在各种信道下的统计分 布三个方面。通常在一般的接收机中，对于码相位的同步，需要对所 有的码相位进行搜索，计算量大，搜索时间长。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种计算量小、搜索时间短的 伪码序列的捕获方法。本专利技术的原理是这样的根据伪随机码序列的相关性知道，对于 任意一个伪随机码序列的自相关函数具有如下性质其中/ 为伪随机码序列的周期，即码长；71.为序列的码元持续时间， 即码元宽度。上式也就是说明了如果两个伪随机码序列的相位差在一 个码元内，两个序列归一化的相关结果比较大，否则，两个伪随机码序列归一化的相关结果只是-丄。为了方便表示，这里假设接收到两个伪随机噪声码的混合序列， 并且只用其伪码形式表示，则接收码为xOO^/W^ + rJ + P^G + q),其中/W,表示第/个伪随机噪声序列码；「 表示接收到的相应码所对应的码相位。再假设本地复现了第l个伪随机噪声序列码，本地复现码可以表示为少(,),("r;)2)其中/W,表示第l个伪随机噪声序列码；z";表示复现的第l个伪随机噪声序列码序列所对应的码相位。如果把接收的码序列和复现的码序列做相关运算，则会有柳-x(,).:K,)= ZW,(, + r;)+ r,) + r;) + iW2(/ + r2) + r;)(1-3)上式中的相关结果可以看成有两部分，其中第一部分v ,")是同一码族中的两个码序列之间的相关部分，第二部分/^(t)是不同码族 中的两个码序列之间的相关部分。从伪随机码序列的性质可以知道，'两个不同码族中的码序列之间的相关值为O (理想情况下)。从对第 二部分的说明能够看出，即使接收到的码中有多个伪随机噪声序列码 存在，都属于这一部分，其值理论上都为0 (实际上也是接近0的一个 值)。下面再来说明第一部分的情况。关于第一部分也可以分为两种情况1、当接收到的序列与本地复现的序列是同族序列中的相位不同(指相位差大于一个码片)的两个序列时，根据式a-1)，第一部分可以写成<formula>formula see original document page 7</formula>(l-4)其中，<formula>formula see original document page 7</formula>7;为码元宽度。上式说明随着p的增大，这样的两 个序列相关值也是比较小的。2当接收到的序列与本地复现的序列是同族序列中的相位接近(指相位差小于一个码片)两个的序列时，同样根据式(i-i)，第一部分可以写成<formula>formula see original document page 7</formula>(1-5)其中，h-r;^7;.， 7;为码元宽度。上式说明随着两个序列的相位差越小，其归一化的相关值越大，二者呈现一个线性增长关系。通过上述分析可以得到不论复现的序列是否与接收序列是同 族，只要复现序列与接收序列的相位相差不在一个码片之内，那么其 归一划的相关值就是比较小。利用上述的分析结果，可以得出如果把本地复现的多个不同相 位的序列叠加在一起，用它们的和来与接收码序列相关，根据相关结 果就可以判断出多个不同相位序列中的一个序列是否出现接收序列。 利用这个分析结果，把前面的算法进行了改进。 为了说明该算法，进一步假设接收的码序列为<formula>formula see original document page 8</formula>，本地复现的码序列可以表示为少<formula>formula see original document page 8</formula>，其中 /W/表示第l种伪随机噪声序列码；r;表示复现的第l种伪随机噪声序列 码的第一个码序列所对应的码相位；、表示复现的第1种伪随机噪声 序列码的第二个码序列所对应的码相位，这里还要假设h -r;^7;和 z",-r;^7;，表示复现序列中的第一个序列的码相位与接收序列的码 相位的相位差在一个码片或者码元内，而第二个复现序列中的码相位 与接收序列的码相位的相位差大于一个码元周期。同样如果把接收的序列码和复现的序列码做相关运算，则会有<formula>formula see original document page 8</formula>(1-6)上式中一共有三项，其中第三项还包括两部分，分别是<formula>formula see original document page 9</formula>和<formula>formula see original document page 9</formula>根据前面分析知道，这两项都是不同族的两个序列进行相关运算，其 归一化的相关值是很小的，可以忽略不计的。式G-6)中的第二项是<formula>formula see original document page 9</formula>，表示的是同族的 两个相位不同的序列进行相关运算。由于已经假设卜,-r;^z;，因此该项归一化的相关结果可以直接得到，应该是-1。式(1-6)中的第一项是/W," + O"本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伪码序列的捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，由伪随机码产生器产生位于接收机上空的卫星伪码序列的本地复制码，将此本地复制码的所有不同码相位序列均匀的划分成ｎ分组，每分组包含ｍ个不同码相位序列，将每分组中的ｍ个码相位序列相加，得到该分组的复合码序列，记为Ｐ↓［ｉ］，ｉ为分组号，ｉ＝１，２，３……ｎ；第二步，将复合码序列Ｐ↓［ｉ］分别与接收到的卫星伪码序列进行相关积分，如果复合码序列Ｐ↓［ｉ］相关积分值大于阈值Ｔｈ１，则表示检测的卫星伪码序列包含在该分组的码相位序列中；如果复合码序列Ｐ↓［ｉ］相关积分值小于阈值Ｔｈ１，则继续进行复合码序列Ｐ↓［ｉ＋１］的相关积分运算；如果所有的复合码序列Ｐ↓［ｉ］相关积分值都不大于阈值Ｔｈ１，则改为用每个单独的码相位序列进行搜索，即采用传统码相位序列搜索方法；第三步，对于上述复合码序列Ｐ↓［ｉ］相关积分值大于阈值Ｔｈ１的相应分组，将该分组中的ｍ个码相位序列再分别和接收到的卫星伪码序列进行相关积分，如果某个码相位序列相关积分值大于阈值Ｔｈ２，该码相位序列就和卫星伪码序列同步，即卫星伪码序列被捕获。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王江安，周文益，何秋生，
申请(专利权)人：西安华迅微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]