基于自适应门限调整的非相干扩频信号快速捕获同步方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应门限调整的非相干扩频信号的快速捕获同步方法，涉及宽带抗干扰及隐蔽卫星通信领域。该方法根据实际卫星信道的应用选定几档信噪比，并根据接收机参数仿真得出几档信噪比情况下的门限设定，接着利用门限检测模块判决出合适的捕获门限有助于快速实现捕获，防止采用门限信噪比的捕获门限对高信噪比信号判决时的反复错锁导致同步时间长的问题。本发明专利技术可以实现快速准确捕获，特别适用于非相干和相干扩频通信的卫星接收系统中对同步时间要求高的情况。系统中对同步时间要求高的情况。

【技术实现步骤摘要】
基于自适应门限调整的非相干扩频信号快速捕获同步方法


[0001]本专利技术涉及宽带抗干扰及隐蔽卫星通信领域，尤其是涉及一种基于自适应门限调整的非相干扩频信号的快速捕获同步方法，适用于扩频卫星通信系统中对同步时间要求高的情况。

技术介绍

[0002]高动态信道的衰落使得接收信号的功率发生变化，系统中的其它干扰也会发生变化。因此，接收信号的信噪比将在一定范围内变化，如果采用固定的门限值，系统的捕获性能在高信噪比时将会恶化。需要自适应调整策略。
[0003]扩频通信系统中的信噪比范围较大，信号实现正确捕获同步的概率与设定的门限有关系，设定门限较高或出现漏捕，设定门限低有可能造成错捕，所以，设置一个准确合理的门限显得至关重要。捕获门限的设置过高会漏警，过低容易出现虚警。传统的扩频接收机一般捕获门限的设定是根据门限信噪比下的正确捕获的门限来实现的，而实现工作中接收机又经常不是在门限信噪比下工作，相反有时其工作信噪比较高，这种情况下再用门限信噪比下的捕获门限作为捕获门限，容易造成因错误捕获，从而延长了接收机的同步时间。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种基于自适应门限调整的非相干扩频信号快速捕获同步方法，该方法解决了采用固定的低信噪比下捕获门限会导致在高信噪比情况下解调信号反复错锁致同步时间长的问题，其门限检测可以用任意能实现伪码同步算法的捕获方式实现，具有良好的灵活性。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：一种基于自适应门限调整的非相干扩频信号快速捕获同步方法，包括以下步骤：（1）从高到低选取N档信噪比，其中，最低档的信噪比设置为门限信噪比；（2）根据设置的N档信噪比和捕获长度，对本地码字和接收端扩频数据相关累加值的功率值进行仿真，得出N个功率值作为N档信噪比下对应的检测门限值；（3）设置一个门限检测模块，当初始捕获或者失步后再捕获时，通过门限检测模块对当前信噪比下接收的扩频信号的捕获门限进行检测，选出当前信噪比下捕获的最佳门限；（4）利用门限检测模块得出的最佳门限作为捕获门限进行伪码捕获，实现非相干扩频信号的快速粗同步；完成基于自适应门限调整的非相干扩频的快速捕获同步。
[0006]进一步地，步骤（1）中，N的取值范围为4~6。
[0007]进一步地，步骤（3）中，门限检测模块由伪码捕获模块实现，门限检测模块以相邻两次检测同时满足捕获门限为判决依据。
[0008]进一步地，步骤（3）中，通过门限检测模块对当前信噪比下接收的扩频信号的捕获
门限进行检测，具体方式为：对N个功率值按照从高到低的顺序依次检测，直到门限检测模块检测到信号信息时停止，停止时门限检测模块所使用的功率值即为最佳门限；同时，在门限检测过程中得出接收信号的信噪比范围，根据信噪比范围对信道状况进行估计。
[0009]本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：（1）本专利技术设置分档信噪比下对应的功率检测门限，在捕获之前用多个门限进行相关功率的检测，按照一定策略能得出捕获的最佳门限值，提高捕获概率，缩短同步时间。
[0010]（2）本专利技术可以避免高信噪比情况下采用门限信噪比的捕获门限低时的反复错锁导致同步时间长的问题，可以实现快速捕获，同时也可以通过门限检测了解当前信道状况，以便调整通信模式或速率等适应信道状态实现可靠通信。
具体实施方式
[0011]下面对本专利技术做进一步的详细说明。
[0012]一种基于自适应门限调整的非相干扩频的快速捕获同步方法，包括以下步骤：（1）选取N档信噪比，所述N档信噪比由高到低以一定的间隔设置；其中，最低档信噪比设置为门限信噪比；根据设定条件通过仿真，得出几种不同信噪比下码字和接收数据的相关累加功率值滤波器，根据操作复杂度和仿真结果证实用4到5个信噪比档即可满足要求；（2）根据设置的N档信噪比和捕获长度对相关值进行仿真，得出N个相关值作为N档信噪比下对应的门限检测值；以实际要求的信噪比门限值为最低档信噪比，以一定的步进选择其他信噪比档位，根据选定的这些信噪比档位进行仿真。具体来说，对于某档信噪比，获取该信噪比条件下本地码字和接收端扩频数据相关累加值的功率值，该功率值即作为该信噪比档位下的捕获门限。相邻档位间的信噪比步进是可调整的，步进可以是固定值也可以是可变的。
[0013]（3）设置一个门限检测模块，当初始捕获或者失步后再捕获时，根据一定策略对当前信噪比下接收的扩频信号的捕获门限进行检测，选出当前信噪比下捕获的最佳门限；门限检测模块可与捕获模块相同，在捕获模块启动之前先启动功率检测模块对捕获门限进行检测，且以相邻两次检测同时满足捕获门限为判决依据，确定一个适合在此信道条件下的捕获门限供捕获模块使用。
[0014]相关累加值功率检测模块在每次捕获模块启动之时先于捕获模块启动，门限检测根据的策略是：先根据最高档信噪比下设置的捕获门限进行检测，如果在此门限下检测合格则使用此门限进行后续的捕获，反之检测失败，再根据次高档信噪比下设置的捕获门限进行检测，如果合格则使用此门限进行后续的捕获；反之检测失败，继续根据第三档信噪比下设置的捕获门限进行检测，如果合格则使用此门限进行后续的捕获；反之检测失败，使用最低档信噪比下设置的捕获门限进行检测。同时，捕获门限检测在一定程度上可以反映当前的信道条件。为后续解调模块的参数选择提供依据，利于工程实现。
[0015]每次在启动捕获模块之前都需要进行一轮门限检测，需要一定的时间，这个时间和信噪比有关系，信噪比越高需要时间越短。这个时间会比在高信噪比条件下使用门限信噪比档门限进行捕获、错锁、再同步等反复进行的最后同步所需的时间会短很多，特别适合
在高信噪比条件下的使用。
[0016]（4）捕获模块利用门限检测模块得出的最佳门限作为捕获门限进行伪码捕获，实现非相干扩频信号的快速粗同步；捕获模块的选择可以很灵活，可以用串行的滑动相关捕获，也可以用并行的匹配滤波捕获，还可以使用PMF
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FFT（基于FFT的部分匹配滤波）等模块进行捕获。
[0017]总之，本专利技术方法根据实际卫星信道的应用选定几档信噪比，并根据接收机参数仿真得出几档信噪比情况下的门限设定，接着利用门限检测模块判决出合适的捕获门限有助于快速实现捕获，防止采用门限信噪比的捕获门限对高信噪比信号判决时的反复错锁导致同步时间长的问题。本专利技术可以实现快速准确捕获，特别适用于非相干和相干扩频通信的卫星接收系统中对同步时间要求高的情况。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应门限调整的非相干扩频信号快速捕获同步方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）从高到低选取N档信噪比，其中，最低档的信噪比设置为门限信噪比；（2）根据设置的N档信噪比和捕获长度，对本地码字和接收端扩频数据相关累加值的功率值进行仿真，得出N个功率值作为N档信噪比下对应的检测门限值；（3）设置一个门限检测模块，当初始捕获或者失步后再捕获时，通过门限检测模块对当前信噪比下接收的扩频信号的捕获门限进行检测，选出当前信噪比下捕获的最佳门限；（4）利用门限检测模块得出的最佳门限作为捕获门限进行伪码捕获，实现非相干扩频信号的快速粗同步；完成基于自适应门限调整的非相干扩频的快速捕获同步。2.根据权利要求1所述的一种基于自适应门限调整的非相干扩频信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽娜，季茂胜，黄姜江，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：