一种基于前导码重构的多元扩频校频方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于前导码重构的多元扩频校频方法及装置，涉及散射通信领域中低信噪比解调、大频偏检测、多元扩频的校频方法和装置。采用前导码重构的方法结合PMF

【技术实现步骤摘要】
一种基于前导码重构的多元扩频校频方法及装置


[0001]本专利技术属于散射通信领域，具体涉及一种基于前导码重构的多元扩频校频方法及装置。

技术介绍

[0002]多元扩频解调门限低，能够应对较高的高衰落速率，同时也有一定的抗内、外干扰能力，通常用于低速通信。散射通信系统中，由于时钟源稳定度的限制和多普勒频移的存在，接收机载波会产生一个频率偏移，扩频通信接收端时域相关得到的相关峰会随频偏的增大急剧下降，导致解调性能变差，大频偏甚至会导致相关峰值完全抵消致使通信中断。由于多元扩频根据业务码字的不同对应多种PN码，在一段时间内为非周期码，只能以符号为单位并行对多种PN码同时并行频谱分析，而散射通信通常又以多重分集抵抗信道衰落，频谱分析所需资源成倍增加，耗用巨大；当接收信号信噪比较低时，常用的频谱分析得到的谱线会淹没在噪声中，导致频偏检测失败。如何校正多元扩频散射通信的频偏来提高解调性能是一个难点，在低信噪比下更为困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种基于前导码重构的多元扩频校频方法及装置，实现大频偏范围的校正和跟踪，保证多元扩频散射通信的解调性能。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种基于前导码重构的多元扩频校频方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、将前导码进行扩频和A倍过采样，并按照每段长度为X进行分区，形成长为L＝A
×
N
×
B/2
M
的重构前导码数据储于本地存储模块中；其中N为前导码的码长，M为扩频元数，B为扩频对应PN码的码长，X的值由校频范围及精度决定，A≥4；
[0007]步骤二、将过采样的分集支路的下变频I、Q信号分别按照每段长度为X进行分区后存储于本地缓存中；
[0008]步骤三、每写入一个采样点，读取存储模块中与缓存中数据，将重构前导码与下变频I、Q信号做串行相关运算，每个分集支路的I、Q信号得到L/X个部分相关值；
[0009]步骤四、分别将每个分集支路L/X个部分相关值的I、Q路信号进行补零，并进行P点FFT运算，然后取模值；其中，P为2的整数次幂；
[0010]步骤五、将多个分集支路的频谱模值进行最大比值合并；
[0011]步骤六、在前导码的周期内对合并后的频谱分析结果进行峰值搜索，得到FFT最大值对应的频点作为本次获得的载波频偏值；
[0012]步骤七、将本帧获得的载波频偏值与前几帧得到的频偏值进行比较确认，若小于阈值则本帧频偏值有效，进入步骤八，否则返回步骤二；
[0013]步骤八、根据获得的有效频偏值调整本地载波的输出频点，进行下变频后得到零
中频信号完成频率校正。
[0014]进一步的，包括前导码重构模块1、第一至第K数字正交下变频模块2
‑
1至2
‑
K、第一至第KPMF
‑
FFT模块3
‑
1至3
‑
K、第一至第K取模值模块4
‑
1至4
‑
K、最大比值合并模块5、连续窗口峰值搜索模块6以及频偏计算及确认模块7；
[0015]前导码重构模块1用于将前导码进行M元扩频、过采样和分区重构，将重构后的前导码送入第一至第KPMF
‑
FFT模块3
‑
1至3
‑
K；
[0016]第一至第K数字正交下变频模块2
‑
1至2
‑
K分别用于将每一路数字信号进行正交下变频后形成I路信号和Q路信号，送入第一至第KPMF
‑
FFT模块3
‑
1至3
‑
K；
[0017]第一至第KPMF
‑
FFT模块3
‑
1至3
‑
K分别用于将正交下变频的I、Q路信号进行部分相关、补零和FFT运算后形成频谱分析的复数结果，送入第一至第K取模值模块4
‑
1至4
‑
K；
[0018]第一至第K取模值模块4
‑
1至4
‑
K分别用于将频谱分析的复数结果取模值，送入最大比值合并模块5；
[0019]最大比值合并模块5用于将K个支路的频谱模值进行最大比值合并，并将合并后的结果送入连续窗口峰值搜索模块6；
[0020]连续窗口峰值搜索模块6用于在连续窗口内搜索峰值并标记位置，将峰值位置送入频偏计算及确认模块7；
[0021]频偏计算及确认模块7用于根据峰值位置计算得到频偏估计结果，进行比较确认后将频偏的有效结果输出至第一至第K正交下变频模块2
‑
1至2
‑
K，校正本地载波频率。
[0022]进一步的，前导码重构模块1包括M元扩频模块9、过采样模块10和分区模块11；
[0023]M元扩频模块9用于将前导码按符号进行扩频，并送入过采样模块10；
[0024]过采样模块10用于对码片进行A倍过采样，形成长为L＝A
×
N
×
B/2
M
的重构前导码数据，并送入分区模块11；其中N为前导码的码长，M为扩频元数，B为扩频对应PN码的码长，X的值由校频范围及精度决定，A≥4；
[0025]分区模块11用于根据码长及所需校频精度进行分区，并将得到的重构前导码对应送入第一至第KPMF
‑
FFT模块3
‑
1至3
‑
K。
[0026]进一步的，第一至第KPMF
‑
FFT模块3
‑
1至3
‑
K分别包括存储模块12、第一和第二缓存模块13
‑
1和13
‑
2、第一至第2L/X子相关模块14
‑
1至14
‑
2L/X、补零模块15、P点FFT模块16以及读写控制模块16；
[0027]存储模块12用于将重构后的前导码序列存储在本地存储器中，并在读写控制模块16的控制下输出至第一至第2L/X子相关模块14
‑
1至14
‑
2L/X；
[0028]第一和第二缓存模块13
‑
1和13
‑
2分别用于在读写控制模块16的控制下，对应将下变频的I、Q信号缓存后送入第一至第2L/X子相关模块14
‑
1至14
‑
2L/X；
[0029]第一至第2L/X子相关模块14
‑
1至14
‑
2L/X分别用于在读写控制模块16的控制下读取存储模块12以及第一和第二缓存模块13
‑
1和13
‑
2的信号，进行子相关，并将相关得到的L/X路子相关峰复数信号送入补零模块15；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于前导码重构的多元扩频校频方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将前导码进行扩频和A倍过采样，并按照每段长度为X进行分区，形成长为L＝A
×
N
×
B/2
M
的重构前导码数据储于本地存储模块中；其中N为前导码的码长，M为扩频元数，B为扩频对应PN码的码长，X的值由校频范围及精度决定，A≥4；步骤二、将过采样的分集支路的下变频I、Q信号分别按照每段长度为X进行分区后存储于本地缓存中；步骤三、每写入一个采样点，读取存储模块中与缓存中数据，将重构前导码与下变频I、Q信号做串行相关运算，每个分集支路的I、Q信号得到L/X个部分相关值；步骤四、分别将每个分集支路L/X个部分相关值的I、Q路信号进行补零，并进行P点FFT运算，然后取模值；其中，P为2的整数次幂；步骤五、将多个分集支路的频谱模值进行最大比值合并；步骤六、在前导码的周期内对合并后的频谱分析结果进行峰值搜索，得到FFT最大值对应的频点作为本次获得的载波频偏值；步骤七、将本帧获得的载波频偏值与前几帧得到的频偏值进行比较确认，若小于阈值则本帧频偏值有效，进入步骤八，否则返回步骤二；步骤八、根据获得的有效频偏值调整本地载波的输出频点，进行下变频后得到零中频信号完成频率校正。2.一种基于前导码重构的多元扩频校频装置，其特征在于，包括前导码重构模块(1)、第一至第K数字正交下变频模块(2
‑
1)至(2
‑
K)、第一至第KPMF
‑
FFT模块(3
‑
1)至(3
‑
K)、第一至第K取模值模块(4
‑
1)至(4
‑
K)、最大比值合并模块(5)、连续窗口峰值搜索模块(6)以及频偏计算及确认模块(7)；前导码重构模块(1)用于将前导码进行M元扩频、过采样和分区重构，将重构后的前导码送入第一至第KPMF
‑
FFT模块(3
‑
1)至(3
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K)；第一至第K数字正交下变频模块(2
‑
1)至(2
‑
K)分别用于将每一路数字信号进行正交下变频后形成I路信号和Q路信号，送入第一至第KPMF
‑
FFT模块(3
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1)至(3
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K)；第一至第KPMF
‑
FFT模块(3
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1)至(3
‑
K)分别用于将正交下变频的I、Q路信号进行部分相关、补零和FFT运算后形成频谱分析的复数结果，送入第一至第K取模值模块(4
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1)至(4
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K)；第一至第K取模值模块(4
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1)至(4
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K)分别用于将频谱分析的复数结果取模值，送入最大比值合并模块(5)；最大比值合并模块(5)用于将K个支路的频谱模值进行最大比值合并，并将合并后的结果送入连续窗口峰值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会珂，王伟，全亮，李雪姣，韩燕杰，张越，
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：