【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天航空扩频通信领域，更为具体的，涉及一种高动态突发扩频信号捕获方法及装置。
技术介绍
1、扩频通信是指将原始信号通过某个扩频函数扩展而获得的宽带信号，该信号的频带远远大于原始信号的带宽。其中，扩频函数一般指的是伪随机序列，即扩频序列。突发通信指在通信信道中只有极短时间内存在有用信息，其他时间处于空闲状态的通信方式。突发扩频通信在低信噪比下能可靠地进行信号传输，且具有较高的抗干扰性能和频带利用率，还有良好的保密性和低截获概率等特点，广泛应用于军事和民用领域中。
2、在实际工作环境中，由于存在各种负面因素，如发送时间不确定、较大的多普勒频率、接收时间延迟和扩频序列相关性等都会影响信号的接收解调，使通信质量下降。只有将接收端信号的载波与码相位和本地载波与本地码相位保持同步以后，才能解调出正确信息。所以，同步技术在突发扩频通信系统中占据着至关重要的位置。
3、突发扩频通信系统中，帧同步头持续时间通常较短，接收机只能利用如此短时间快速完成信号的捕获，以便对帧内信息进行下一步处理。因此，突发扩频通信系统对捕获时间要求高。另外，高动态环境下，若需要实现快速捕获，一般而言捕获单元将占用大量硬件资源。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高动态突发扩频信号捕获方法及装置，解决现有高动态突发扩频信号捕获存在的问题，保证高动态突发扩频信号下的高捕获精度及短捕获时间的同时，且仅占用较少的硬件资源。
2、本专利技术的目的是通过
3、一种高动态突发扩频信号捕获装置，包括滤波采样单元、采样数据读写控制单元、数据伪码对应匹配单元、粗同步单元、精同步单元、fifo数据缓冲单元和频率相位补偿修正单元；
4、所述滤波采样单元用于对接收信号进行降采样处理；所述采样数据读写控制单元用于控制数据在缓冲ram0中的写入及读取；所述数据伪码对应匹配单元用于将本地扩频码与ram0中读取的数据进行对齐；所述粗同步单元用于将对齐后的数据进行粗同步处理，得到时间及频率的粗同步结果；所述用于精同步单元用于根据粗同步结果及输入数据，完成时间及频率的精同步处理，得到时间及频率的精同步结果；所述fifo数据缓冲单元用于对接收数据进行缓存，等待捕获计算结果；所述频率相位补偿修正单元用于对fifo缓冲后输出的数据进行频率的补偿，并将正确的有用数据起始位置标记输出。
5、进一步地，所述粗同步单元包括频率分槽模块、pmf模块、存储模块和fft模块；
6、所述频率分槽模块用于对数据进行载波多普勒开槽处理，即对接收信号进行不同载波频率的补偿，不同的频率补偿值对应于不同的支路；所述pmf模块用于对数据进行滑动解扩运算，然后对运算结果进行一段时间的相干积分，输出不同码相位的积分结果；所述存储模块用于将不同码相位积分结果存入相应ram中，并且按照码相位对数据进行分组，将数据按组依次读出；所述fft模块用于将从ram中读取的数据进行第二次相干积分。
7、进一步地，所述粗同步单元包括峰值搜索门限计算模块，该峰值搜索门限计算模块包括频率维度峰值搜索、若干相位数据累加、门限因子调节、码相位维度峰值搜索和对比判断子模块；
8、所述频率维度峰值搜索子模块用于将粗同步所有支路的第二次相干积分结果进行对比，找出频率的最大值；所述若干相位数据累加子模块用于将若干相位对应的峰值进行累加，得到累加值；所述门限因子调节子模块令累加值与相应门限因子进行相乘，得到自适应门限值；所述码相位维度峰值搜索子模块用于将粗同步所有支路的第二次相干积分结果进行对比，找出码相位维度的最大值；所述对比判断子模块用于将频率及码相位维度的峰值与自适应门限值进行对比，当最大值超过门限值时判断捕获成功，同时输出该峰值相应的码相位索引、频率开槽索引和fft索引。
9、进一步地，所述粗同步单元包括检测粗解模块，用于将相应的码相位索引、频率开槽索引和fft索引值进行数据处理，得到相应信号的码相位值与频偏值。
10、进一步地，所述精同步单元包括若干条支路、载波频率补偿修正模块和峰值搜索模块；所述若干条支路的每条支路包括解扩模块、级联梳状积分模块和补零fft模块；
11、所述载波频率补偿修正模块用于根据粗同步单元输出的载波频率结果，对采样数据进行频偏修正，同时根据粗同步输出的码相位结果，将采样数据从合适的位置截取形成多条支路，使得第一条支路的采样数据与本地扩频码对齐，第二条支路的采样数据超前本地扩频码半个码片，第三条支路的采样数据滞后本地扩频码半个码片，第四条支路的采样数据超前本地扩频码1个码片，第五条支路的采样数据滞后本地扩频码1个码片；所述解扩模块用于对输入的数据进行解扩处理；所述联梳状积分模块用于对数据进行积分；所述补零fft模块用于对数据进行多倍补零后完成fft处理；所述峰值搜索模块用于将精同步所有支路的fft结果进行对比，找出频率维度最大值。
12、进一步地，所述精同步单元包括同步精解模块，该同步精解模块包括码相位维度最大值比较子模块和频率解算子模块；
13、所述码相位维度最大值比较子模块，用于基于之前的频率维度最大值比较结果，对多个支路的值进行对比，得到峰值y1、及左次峰y0、右次峰y2，左次峰相应码相位超前峰值相应码相位半个码片，右次峰相应码相位滞后峰值相应码相位半个码片；根据这三个值计算得到时间维度补偿结果ycomp＝(y0-y2)/(2y0-4y1+2y2)，综合补偿结果、峰值对应的码相位及粗同步结果，得到最终的时间同步结果；所述频率解算子模块用于综合粗同步的结果与码相位维度最大值比较结果，计算得到最终的频率同步结果。
14、进一步地，所述精同步单元还包括峰值及次峰值存储子模块，用于存储峰值y1、及左次峰y0和右次峰y2。
15、进一步地，所述精同步单元还包括时间解算子模块，用于解算时间。
16、一种高动态突发扩频信号捕获方法，基于如上任一项所述的方法，包括如下步骤：
17、s1，滤波采样：对接收信号进行滤波降采样，降采样后的采样率为2/tc，tc表示直扩伪码码片时间；
18、s2，采样数据读写控制：通过读写控制单元，将滤波降采样后的数据不断存入数据缓存ram0中，同时从该ram中不断读取数据；
19、s3，数据伪码对应匹配：匹配单元将本地扩频码与ram0中读取的数据进行对齐；
20、s4，粗同步：利用频率分槽模块对数据进行载波多普勒开槽处也即对接收信号进行不同载波频率的补偿，不同的频率补偿值对应于不同的支路；利用pmf模块对数据进行滑动解扩运算，然后对运算结果进行一段时间的相干积分，输出不同码相位的积分结果；利用存储模块将不同码相位积分结果存入ram中，并且按照码相位对数据进行分组，将数据按组依次读出；fft模块将从ram中读取的数据进行第二次相干积分；在检测粗解模块中将相应的码相位索引、频率开槽索引和fft索引值进行数据处理，得到相本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，包括滤波采样单元、采样数据读写控制单元、数据伪码对应匹配单元、粗同步单元、精同步单元、FIFO数据缓冲单元和频率相位补偿修正单元；
2.根据权利要求1所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述粗同步单元包括频率分槽模块、PMF模块、存储模块和FFT模块；
3.根据权利要求1所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述粗同步单元包括峰值搜索门限计算模块，该峰值搜索门限计算模块包括频率维度峰值搜索、若干相位数据累加、门限因子调节、码相位维度峰值搜索和对比判断子模块；
4.根据权利要求3所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述粗同步单元包括检测粗解模块，用于将相应的码相位索引、频率开槽索引和FFT索引值进行数据处理，得到相应信号的码相位值与频偏值。
5.根据权利要求1所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述精同步单元包括若干条支路、载波频率补偿修正模块和峰值搜索模块；所述若干条支路的每条支路包括解扩模块、级联梳状积分模块和补零FFT模块；
6.根
7.根据权利要求6所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述精同步单元还包括峰值及次峰值存储子模块，用于存储峰值y1、及左次峰y0和右次峰y2。
8.根据权利要求6所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述精同步单元还包括时间解算子模块，用于解算时间。
9.一种高动态突发扩频信号捕获方法，其特征在于，基于如权利要求1～8任一项所述的方法，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的高动态突发扩频信号捕获方法，其特征在于，在步骤S4中，包括子步骤：在峰值搜索门限计算模块中执行如下流程：首先，将粗同步所有支路的第二次相干积分结果进行对比，找出频率及码相位维度的最大值；其次，将若干相位对应的峰值进行累加，得到累加值，令累加值与相应门限因子进行相乘，得到自适应门限值；将频率及码相位维度的峰值与自适应门限值进行对比，当最大值超过门限值时判断捕获成功，同时输出该峰值相应的码相位索引、频率开槽索引和FFT索引。
...【技术特征摘要】
1.一种高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，包括滤波采样单元、采样数据读写控制单元、数据伪码对应匹配单元、粗同步单元、精同步单元、fifo数据缓冲单元和频率相位补偿修正单元；
2.根据权利要求1所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述粗同步单元包括频率分槽模块、pmf模块、存储模块和fft模块；
3.根据权利要求1所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述粗同步单元包括峰值搜索门限计算模块，该峰值搜索门限计算模块包括频率维度峰值搜索、若干相位数据累加、门限因子调节、码相位维度峰值搜索和对比判断子模块；
4.根据权利要求3所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述粗同步单元包括检测粗解模块，用于将相应的码相位索引、频率开槽索引和fft索引值进行数据处理，得到相应信号的码相位值与频偏值。
5.根据权利要求1所述的高动态突发扩频信号捕获装置，其特征在于，所述精同步单元包括若干条支路、载波频率补偿修正模块和峰值搜索模块；所述若干条支路的每条支路包括解扩模块、级联梳状积分模块和补零fft模块；
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖燕平，袁田，金磊，张毅，马松，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：
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