本发明专利技术提供一种抗电文翻转的直扩信号载波伪码二维捕获方法，该方法在对直扩信号的捕获过程中，能够抗电文的翻转。具体步骤为：获取同相、正交两路基带信号；对同相、正交两路基带信号分别进行1次，2次，3次，……，(N-1)次延时处理，得到2N路并行的基带信号；伪码发生器在伪码时钟的驱动下生成复制码，利用2N个并行相关器对2N路基带信号与复制码分别进行相关累积运算，然后对累积运算结果进行倍角处理和FFT变换后，求取FFT变换后的平方和，选择平方和中的最大值与预设门限进行比较，来进行捕获。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于通信
技术介绍
在实际扩频通信系统工程中，直扩方式是目前使用的最多、也是最典型的一种，典型的例子有美国的GPS、俄罗斯的GL0NASS、欧洲的Galileo以及中国的Compass。信号的快速捕获技术是接收机基带信号处理的关键技术之一。卫星上测控接收机产生本地伪码序列，然后必须移动这个本地码的相位，直到与接收扩频信号的伪码发生相关为止。同时，接收机也必须在载波频率域检测地面发射信号(上行信号)的载波频率，方 法是产生本地复制载波频率加多普勒，利用相关性检测本地复制的载波与上行载波的相似性，实现载波同步。因此，接收机对信号的捕获过程是一个二维的(伪码和载频、或称为时间和频率)信号复制过程。空间测控通信系统中，空间测控接收机接收解调地面发送的上行带遥控信息的直扩信号。S频段上行遥控信息为低速率调制应用，一般要求为2kbpiTl6kbpS。同时，接收机要完成载波多普勒和伪码相位的二维快速捕获。针对空间测控接收机在对上行直扩信号进行二维快速捕获过程中，调制数据翻转影响的问题。调制数据符号的跳变会对多普勒估计和伪码相位估计产生影响即信号的频谱泄露、频点产生偏移导致在利用多普勒滤波器组分析信号频谱时检测不到正确的多普勒频率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法在对直扩信号的捕获过程中，能够抗电文的翻转。实现本专利技术的技术方案如下步骤一、对所需捕获的中频直扩信号进行数字正交下变频处理，得到正弦、余弦两路信号，然后将得到的正弦、余弦两路信号分别与所述中频直扩信号相乘，得到同相、正交两路基带信号；步骤二、对同相、正交两路基带信号分别进行I次，2次，3次，……，(N-I)次延时处理，得到2N路并行的基带信号；其中每次延时的样点数K = (fs/fc) X (L/N)，4代表采样率，fc表示伪码速率，L表示伪码周期；步骤三、令伪码数控振荡器产生3. 069MHz的伪码时钟，伪码发生器在伪码时钟的驱动下生成复制码，所生成的复制码的速率为3. 069Mcps ；步骤四、利用2N个并行相关器对2N路基带信号与复制码分别进行相关累积运算，其中设置每次累积运算的周期为2ms，即在2ms的时间范围内，将信号上的样点数分成512份，对每一份上的样点数进行累积，进而得到2N路累积运算结果；对具有同一延时的同相、正交基带信号的累积运算结果进行合并成一路，得到N路经合并后的累加结果；步骤五、对N路合并后的累加结果分别采用公式(I)和(2)进行倍角处理，得到N路信号组，其中每一信号组包括I (η)和Q (η)，I (n) = T1 (η) XT1 (n)-rQ(η) XrQ(η) (I)Q(η) = T1 (η) XrQ(η) +rQ(η) XT1 (η) (2)其中Γι(η)为同相基带信号的累加结果，rQ(η)为正交基带信号的累加结果，X为乘法运算，η为取遍I至512中的所有整数；步骤六、针对N路信号组中的每一路，对I (η)后端补零至1024个累加结果，对Q (η)后端补零至1024个累加结果；然后将I (η)作为傅里叶FFT变换的实部，将Q (η)作为 FFT变换的虚部，分别对N路信号进行快速傅里叶变换，得到FFT变换后的实部、虚部及指数部分，然后计算出FFT变换后的实部和虚部的平方和，共得到1024ΧΝ个平方和；步骤七、通过比较1024ΧΝ个平方和，选择其中的最大值与预设门限进行比较，当比较结果为超过预设门限时，则认为捕获成功，获取最大的平方和所对应的延迟量，利用该延迟量产生一个粗同步的复制码用于精确伪码跟踪，且1024ΧΝ个平方和最大值对应的FFT位置代表了载波多普勒捕获结果；当获取比较结果为小于门限时，则判定捕获不成功，则下一个相干积分周期来到，控制伪码发生器滑动O. 5个码片生成复制码，返回步骤三。有益效果本专利技术利用在频域FFT捕获算法中，在FFT之前采用倍角公式对同相、正交两路信号进行处理，消除数据调制造成FFT进行多普勒频谱分析时检测不到正确的多普勒频率的问题。附图说明图I为本专利技术捕获方法的流程图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。该专利技术的具体实施为一台测控单元，采用FPGA和A/D转换器等硬件实现。FPGA芯片选用美国Xi I inx公司产品XC2V3000，它的主频最高可达300MHz，可编程逻辑可达300万门。A/D变换芯片选用美国模拟公司产品AD10200，它的最高采样频率为105MHz，数据分辨率为12位。输入的模拟中频信号经A/D芯片的带通采样后转换为中频直扩信号，在FPGA内完成信号的捕获。在FPGA中包括数字正交下变频模块、并行相关器组、伪码发生器、FFT变换模块、模值计算模块、捕获处理模块等。采用的方案基于频域FFT并行-时域多路并行搜索捕获算法，处理的流程如图I所示，以下对专利技术实施进行阐述。本实施例中所述FPGA采用38MHz的工作时钟，同时38MHz也作为A/D的转换时钟使用。模拟中频信号经过模数转换，输出每秒38M的样点值的中频直扩信号，通过12位接口作为FPGA的输入。如图I所示，具体的捕获过程如下步骤一、对所需捕获的中频直扩信号进行数字正交下变频处理，得到正弦、余弦两路信号，然后将得到的正弦、余弦两路信号分别与所述中频直扩信号相乘，得到同相、正交两路基带信号。步骤二、通过RAM资源以先入先出的方式延时输入信号，采用经过(N-I)组RAM进行延迟处理，将同相、正交两路基带信号变成2N路并行信号；对于同相和正交基带信号，第N路相对于第N-I路相当于在时间上相差了 L/N个码片。这样N路并行可以实现同时搜索N个间隔为L/N码片的伪码相位。具体的过程为对同相、正交两路基带信号分别进行I次，2次，3次，……，(N-I)次延时处理，其中每次延时的样点数K = (fs/fc) X (L/N)，fs代表采样率，f。表示伪码速率，L表示伪码周期，N表示并行的路数，进而得到2N路并行的基带信号。本实施中较佳的令L等于1023，较佳的令N等于8，以下步骤皆令N等于8进行说明。由于对每一路信号都分别进行了 7种延时，加上没有延时的一路共得到8路信号，因此考虑每一路又包括同相和正交，共得到16路信号，在所得到的2N路信号中，若只存在I次延时，则延时量为K，若存在2次延时，则延时量为2K，并因此类推，得到了 16路信号。 产生时间上依次相差L/N个码相位的8路信号，然后与本地复制伪码相关，本地复制码滑动到某个相位时，相当于并行检测了 N个相位。步骤三、令伪码数控振荡器产生3. 069MHz的伪码时钟，伪码发生器在伪码时钟的驱动下生成复制码，所生成的复制码的速率为3. 069Mcps。步骤四、利用16个并行相关器对16路同相、正交基带信号与复制码分别进行相关累积运算，其中设置每次累积运算的周期为2ms，即在2ms的时间范围内，将信号上的样点数分成512份，对每一份样点数进行累积，进而获得16路积分运算结果。针对具有同一延时的同相、正交基带数据，将同相、正交两路基带数据与复制码的相关累积结果进行合并成一路，得到8路经合并后的累加结果。步骤五、对8路合并后的累加结果分别采用公式(I)和(2)进行倍角处理，消除数据调制的影响，得到N路信号组，其中每一信号组包括I (η本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗电文翻转的直扩信号载波伪码二维捕获方法，其特征在于，步骤一、对所需捕获的、中频直扩信号进行数字正交下变频处理，得到正弦、余弦两路信号，然后将得到的正弦、余弦两路信号分别与所述中频直扩信号相乘，得到同相、正交两路基带信号；步骤二、对同相、正交两路基带信号分别进行1次，2次，3次，……，(N？1)次延时处理，得到2N路并行的基带信号；其中每次延时的样点数K＝(fs/fc)×(L/N)，fs代表采样率，fc表示伪码速率，L表示伪码周期；步骤三、令伪码数控振荡器产生3.069MHz的伪码时钟，伪码发生器在伪码时钟的驱动下生成复制码，所生成的复制码的速率为3.069Mcps；步骤四、利用2N个并行相关器对2N路基带信号与复制码分别进行相关累积运算，其中设置每次累积运算的周期为2ms，即在2ms的时间范围内，将信号上的样点数分成512份，对每一份上的样点数进行累积，进而得到2N路累积运算结果；对具有同一延时的同相、正交基带信号的累积运算结果进行合并成一路，得到N路经合并后的累加结果；步骤五、对N路合并后的累加结果分别采用公式（1）和（2）进行倍角处理，得到N路信号组，其中每一信号组包括I(n)和Q(n)，I(n)＝rI(n)×rI(n)？rQ(n)×rQ(n)（1）Q(n)＝rI(n)×rQ(n)+rQ(n)×rI(n)（2）其中rI(n)为同相基带信号的累加结果，rQ(n)为正交基带信号的累加结果，×为乘法运算，n为取遍1至512中的所有整数；步骤六、针对N路信号组中的每一路，对I(n)后端补零至1024个累加结果，对Q(n)后端补零至1024个累加结果；然后将I(n)作为傅里叶FFT变换的实部， 将Q(n)作为FFT变换的虚部，分别对N路信号进行快速傅里叶变换，得到FFT变换后的实部、虚部及指数部分，然后计算出FFT变换后的实部和虚部的平方和，共得到1024×N个平方和；步骤七、通过比较1024×N个平方和，选择其中的最大值与预设门限进行比较，当比较结果为超过预设门限时，则认为捕获成功，获取最大的平方和所对应的延迟量，利用该延迟量产生一个粗同步的复制码用于精确伪码跟踪；当获取比较结果为小于门限时，则判定捕获不成功，则下一个相干积分周期来到，控制伪码发生器滑动0.5个码片生成复制码，返回步骤三。...
【技术特征摘要】
1.一种抗电文翻转的直扩信号载波伪码ニ维捕获方法，其特征在干， 步骤一、对所需捕获的、中频直扩信号进行数字正交下变频处理，得到正弦、余弦两路信号，然后将得到的正弦、余弦两路信号分别与所述中频直扩信号相乘，得到同相、正交两路基带信号； 步骤ニ、对同相、正交两路基带信号分别进行I次，2次，3次，……，(N-I)次延时处理，得到2N路并行的基带信号；其中每次延时的样点数K = (fs/fc) X (L/N)，fs代表采样率，fc表示伪码速率，L表示伪码周期； 步骤三、令伪码数控振荡器产生3. 069MHz的伪码时钟，伪码发生器在伪码时钟的驱动下生成复制码，所生成的复制码的速率为3. 069Mcps ； 步骤四、利用2N个并行相关器对2N路基带信号与复制码分别进行相关累积运算，其中设置每次累积运算的周期为2ms，即在2ms的时间范围内，将信号上的样点数分成512份，对 每ー份上的样点数进行累积，进而得到2N路累积运算結果；对具有同一延时的同相、正交基带信号的累积运算结果进行合并成一路，得到N路经合并后的累加结果； 步骤五、对N路合并后的累加结果分别采用公式(I)和(2)进行倍角处理，得到N路...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁国栋，杨志群，孙俊杰，郑世刚，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所，
类型：发明
国别省市：
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