【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及扩频信号处理，尤其是涉及一种变符号速率扩频信号的跟踪方法。
技术介绍
1、扩频通信信号相对于原始信号来说，具有更宽的带宽，更加优秀的抗干扰性能以及抗噪声性能，同时还可以做到多址接入，使其通信过程的保密性更强，当前扩频通信技术已经发展得比较成熟，在军事、民用、商用等方面都得到了广泛的应用。在扩频信号接收机中，跟踪是实现精确同步的关键技术。跟踪主要分为载波跟踪和伪码跟踪两部分，载波环通常采用锁频环和锁相环相结合的结构，伪码环一般使用延迟锁定环的结构。
2、目前，通信速率变得越来越高。然而，若信道条件变差将导致通信的质量大大降。为此，学者们提出通过改变通信速率的方式解决上述问题，即在信噪比低的情况下采用较低的通信速率，在信噪比高的条件下采用较高的通信速率，以此来实现较好的通信性能。
3、在2018年由杨静帆发表的“变速率扩频通信系统的多径接收技术研究”一文中，提出了变速率扩频通信信号的简化构建方案，即利用符号周期和码周期间的固定倍数关系，使码片速率的变化控制符号速率的变化，简化后实际独立的变速率控制参数只剩下码片速率。而针对变速率扩频通信系统中，由于时变的码片速率导致前后符号的扩频序列互相关性能严重恶化，并在多径干扰中引入符号间干扰的问题，提出了基于fft的干扰相消rake接收方案。在2020年《现代电子技术》第43卷第13期由高维珉等人发表的“并行组合扩频通信系统的自适应变速率数据传输模型”一文中，介绍了并行组合扩频系统的工作原理，发送端从m个pn码序列中选出其中r个同时由载波调制后发射出去，因
4、以上内容讨论的变速率扩频通信系统，变速率指的是改变扩频码速率、pn码序列数r或并行传输信息位数，关注点多在发送端的自适应变速率传输问题，没有考虑符号速率改变对接收端跟踪环路的影响。因此，本专利技术提出了一种符号速率改变时能够使跟踪环路实现无缝切换的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，在原有的传统载波跟踪环路上添加了无缝切换系数计算模块和环路带宽调整系数计算模块，通过符号速率切换时无缝切换系数对环路滤波结果变化量预测值的修正和符号速率切换后环路带宽调整系数对带宽的调整，就可以在减小环路抖动的同时使环路始终保持最优带宽，从而降低了对现有环路进行升级的难度和成本，提高了符号速率切换时刻接收环路的稳定性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，步骤如下：
3、s1、利用本地载波nco生成的正余弦信号和本地伪码发生器产生的超前、即时、滞后三路伪码，对接收信号进行载波剥离和伪码剥离；
4、s2、对步骤s1得到的伪码剥离后的信号进行相干积分，相干积分时间会随着符号速率的改变而改变，得到超前、即时、滞后三路相干积分结果；
5、s3、将超前和滞后支路的相干积分结果输入伪码鉴相器，得到伪码鉴相结果，输入伪码环路滤波器，得到滤波结果输入本地伪码发生器，产生下一周期的本地伪码；
6、将即时支路的相干积分结果输入载波鉴别器，得到鉴别结果输入载波环路滤波器，将得到的滤波结果输入本地载波nco，产生下一周期的本地载波；
7、s4、在步骤s3中的载波跟踪环路上添加无缝切换系数计算模块，当符号速率发生变化时：
8、在二阶锁频环中，无缝切换系数计算模块根据切换前符号速率和切换后符号速率间的比例关系计算得到锁频环无缝切换系数，利用锁频环无缝切换系数修正多普勒频率变化量预测项，再加上鉴频误差调整值，从而得到适用于变符号速率的二阶锁频环环路滤波器表达式；
9、在三阶锁相环中，无缝切换系数计算模块根据切换前符号速率和切换后符号速率间的比例关系计算得到锁相环无缝切换系数，利用锁相环无缝切换系数修正多普勒角频率变化量预测项，再加上鉴相误差调整值，从而得到适用于变符号速率的三阶锁相环环路滤波器表达式；
10、s5、载波环路带宽调整模块根据步骤s4中符号速率切换前后相干积分时间的变化，计算出二阶锁频环和三阶锁相环的环路带宽调整系数，利用环路带宽调整系数对切换前带宽进行修正得到新的带宽，再根据新的带宽更新滤波器参数并将其应用于载波环路中。
11、优选的，在步骤s4中，根据切换前符号速率和切换后符号速率间的比例关系计算得到二阶锁频环的无缝切换系数，包括以下步骤：
12、二阶锁频环的环路滤波器数字离散传递函数为：
13、
14、其中，ξ为阻尼系数，第m个符号速率对应的相干积分时间和载波环路带宽分别为tm和bl-m，环路自然频率k＝kdkv为环路总增益，其中kd和kv分别为鉴频器增益和nco增益；
15、对应的时域表达式为：
16、
17、其中，y(k)是第k个周期滤波器输出的多普勒频率滤波值，ef(k)是第k个周期的鉴频结果；
18、根据加速度模型来分析切换点的滤波公式，设多普勒频率变化率为fa，则式(2)改写为：
19、
20、式(3)理解为，二阶锁频环环路滤波器第k个周期的滤波值等于第k-1个周期的滤波值加上第k-1与k-2个周期的滤波值之差，再加上鉴频误差调整值，在锁频环锁定的情况下，[y(k-1)-y(k-2)]可看作一个相干积分周期内多普勒频率变化量的预测值；
21、假设在第lm个周期，符号速率发生第m次变化，即相干积分时间由tm-1变为tm；由于相干积分时间通常为ms量级，切换前后多普勒频率变化率可近似认为不变，则在tm-1时间内多普勒频率变化量为：
22、δfm-1＝fa·tm-1 (4)
23、在tm时间内多普勒频率变化量为：
24、δfm＝fa·tm (5)
25、由式(4)和式(5)可知在符号速率切换后，一个相干积分周期内的多普勒频率变化量随相干积分时间的不同而发生改变，因此，计算y(lm)时需要根据切换前后多普勒频率变化量的比例关系去修正多普勒频率变化量的预测值[y(k-1)-y(k-2)]，此修正系数即为锁频环无缝切换系数；
26、每个周期环路滤波器输出的是该相干积分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤S4中，根据切换前符号速率和切换后符号速率间的比例关系计算得到二阶锁频环的无缝切换系数，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤S4中，根据切换前符号速率和切换后符号速率间的比例关系计算得到三阶锁相环的无缝切换系数，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤S5中，载波环路带宽调整模块根据步骤S4中符号速率切换前后相干积分时间的变化，计算出二阶锁频环的环路带宽调整系数，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤S5中，载波环路带宽调整模块根据步骤S4中符号速率切换前后相干积分时间的变化，计算出三阶锁相环的环路带宽调整系数，包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤S1中，接收到的数字化中
7.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤S2中，接收到的信号经过载波剥离、伪码剥离、积分清除运算后，得到同相和正交两路相干积分结果分别写作：
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法的整体结构，其特征在于，主要包括下变频、伪码剥离、积分清除、伪码鉴别、伪码滤波、载波鉴别和载波滤波，其中的载波滤波增加了无缝切换系数计算模块和环路带宽调整系数计算模块。
...【技术特征摘要】
1.一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤s4中，根据切换前符号速率和切换后符号速率间的比例关系计算得到二阶锁频环的无缝切换系数，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤s4中，根据切换前符号速率和切换后符号速率间的比例关系计算得到三阶锁相环的无缝切换系数，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟踪方法，其特征在于，在步骤s5中，载波环路带宽调整模块根据步骤s4中符号速率切换前后相干积分时间的变化，计算出二阶锁频环的环路带宽调整系数，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种变符号速率扩频信号的跟...
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