[发明专利]基于宽带多天线系统的伪码迭代捕获装置及捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种宽带多输入多输出(MIMO)系统的捕获装置，此外还涉及一种长伪随机序列的快速捕获方法。

背景技术

扩频通信中，长伪码的快速捕获技术在一些实时性要求很到的应用中具有重要的实际意义。例如，在采用扩频体制的高速运载器无线电导航或遥测中需要对长伪码进行快速的捕获；另外，在采用长伪码扩频的地波导航中，也对长伪码的快速捕获提出了要求，特别是在处理地波导航中出现时变天波干扰时，长伪码的快速捕获显得尤为重要。但是，长伪码的快速捕获，一直是扩频通信中的难点，人们提出的多种伪码捕获算法，实质上都是本地伪码与接收信号之间的滑动相关，这在长伪码快速捕获应用中面临着两方面的难题：首先，传统的捕获方法中，需要在很大的相位范围内对当前相位进行搜索，这种搜索往往需要很长的时间，很难实现快速捕获，因而跟踪不上快速变化的信号；其次，对于现有的快速捕获方法，其运算复杂度过高，很难用硬件或软件实现。因此，迫切需要寻找一种快速的低复杂度的伪码捕获方法。

滑动相关检测是一种最简单、最实用的捕获方法，采用与发射端频率有差别的时钟来驱动本地码(码型已知)，由于时钟差，引起接收信号与本地产生的伪随机码的相对滑动。滑动过程中码不重叠时，相关器输出噪声，当两码接近重合或重合时，有相关峰值出现，经包络检波、积分后输出脉冲电压。当输出的脉冲电压超过门限时，表示已检测到码位同步，于是停止搜索转入跟踪状态。图1是滑动相关捕获的原理图。

在长伪码捕获时，滑动相关方法需要在很大的范围内进行滑动搜索，所以这将耗费很多时间，这是我们所不希望的。基于此提出了一种采用迭代消息传递算法(IMPA)来实现伪码快速捕获的方法，这种算法是基于因子图的思想，根据伪随机码自身存在的约束关系，建立因子图模型，然后利用软信道初始信息在因子图上执行消息传递算法，通过迭代处理，得到本地对接收序列的最大后验估计，并据此生成本地码，从而完成伪随机码的捕获。可以看出这种方法不需要对本地码片进行滑动，而只需通过对接收信息执行一种算法估计，来得到当前码片的相位，这是一种典型的迭代检测方法，该方法因其捕获时间短、实现复杂度低而受到人们的广泛关注。图2是迭代捕获原理图。

由于迭代检测的优异特性，使得基于迭代检测的扩频码快速捕获方法在性能和速度上都取得了令人满意的结果。但是，这种方法存在着一定的问题：在信噪比比较低的情况下，信号衰落严重，误码率较高，这样就导致捕获时间增加，因此，还需要对迭代捕获算法进行一定的改进。

发明内容

本发明的目的在于体提供一种能够改善在信噪比很低的情况下，无法捕获信号、性能差等问题的基于宽带多天线系统的伪码迭代捕获装置。本发明的目的还在于提供一种基于宽带多天线系统的伪码迭代捕获方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的基于宽带多天线系统的伪码迭代捕获装置主要包括：最大合并比模块、迭代译码模块和信息解调模块；发射信号通过发射天线到达接收端，接收端的多根天线接收到的信号送入到最大比合并模块，对所述信号进行最大比合并运算，将多路信号合并成一路信号；最大比合并模块将合并后的信号交给迭代译码模块，对合并后的信号进行迭代译码，对信号进行迭代消息传递算法处理，得到判决矩阵，将判决矩阵进行向量选择运算，得到伪码的最终向量状态和位置，恢复出本地伪码，将恢复出的本地伪码与接收到的信号进行自相关运算，得到的相关值与门限值进行比较，超过了门限值则判定捕获成功，否则再对下一段数据模块进行迭代伪码捕获过程，一直到成功捕获到信号为止；将捕获到的信号送到信息解调模块，得到发射端的信号。

本发明的基于宽带多天线系统的伪码迭代捕获装置还可以包括序列的发生装置，所述序列的发生装置是由两个互为镜像的m序列发生器、存储器和序列合成器组成；所述镜像是指对于任何一个m序列生成多项式g(D)，都有其对应的生成多项式与之对应，能够产生顺序完全相反的m序列，即镜像序列；状态向量完成对两个互为镜像的m序列发生器初始化，然后m序列发生器分别按照两个方向产生m序列，两个方向m序列产生的长度由状态向量在序列中的位置决定，最后由合成器合成固定长度的m序列。

本发明的基于宽带多天线系统的伪码迭代捕获方法为：

由最大合并比模块、IMPA模块和信息解调模块构成基于宽带多天线系统的伪码迭代捕获装置；

(1)发射信号通过发射天线到达接收端，接收端采用多根天线进行接收，接收端将接收到的信号送入到最大比合并模块，对信号进行最大比合并运算，将多路信号合并成一路信号；