[发明专利]高动态低信噪比环境下的信号捕获方法

说明书

本发明提出一种高动态低信噪比环境下的信号捕获方法，适用于扩频或扩跳频系统，该方法包括以下步骤：S1：将长时间数据分解为N个分数据段，通过相关器将分数据段与对应长度的本地码进行相干积分，得到N组积分值，N为2的幂次方数；S2：根据FFT的频率分析范围及所需的频域分析范围确定K组时域插值，对相关器的N组积分值在时域上进行插值运算，获得消除时域渐变特性的K组分段相干插值数据；S3：针对得到的K组数据，对每组分段相干插值数据进行相干累加得到FFT运算所需点数，根据累加结果进行K次FFT运算，得到频域信息。至少大大降低资源消耗。

技术领域

本发明涉及航天宇航产品的扩跳频通信和扩频通信技术，尤其涉及的是一种高动态低信噪比环境下的信号捕获方法。

背景技术

二十世纪70年代，国内也开始了扩频通信方面的研究，直到现在己经在直扩、跳频技术方面有了较深入的理论研究。我国军用通信系统也逐步从窄带通信、普通跳频向更先进的直扩/跳频混合抗干扰技术体制转变。

在卫星通信和测控方面，扩频技术是卫星通信中最基本的抗干扰技术。目前扩跳频技术在军用和民用上都得到了广泛应用，特别是直扩技术已经普遍应用于卫星通信系统中，如导航系统和扩频测控体制中的的扩频测量信号。

国内目前已完成的直扩/跳频测控系统，将系统的抗干扰能力提升了一个层次，技术指标在国内外均有一定的领先性。主要采用了滑动相关算法和匹配滤波算法实现扩跳混合信号的捕获同步。由于扩跳频和扩频系统相关器具有较高的复杂度，同时由于其抗干扰通信的目的导致其相关事件较长，在处理资源受限的情况下，为了获得高相干积分增益，无法兼顾其高动态的应用场景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高动态低信噪比环境下的信号捕获方法，大大降低资源消耗。

为解决上述问题，本发明提出一种高动态低信噪比环境下的信号捕获方法，适用于扩频或扩跳频系统，该方法包括以下步骤：

S1：将长时间数据分解为N个分数据段，通过相关器将分数据段与对应长度的本地码进行相干积分，得到N组积分值，N为2的幂次方数；

S2：根据FFT的频率分析范围及所需的频域分析范围确定K组时域插值，对相关器的N组积分值在时域上进行插值运算，获得消除时域渐变特性的K组分段相干插值数据；

S3：针对得到的K组数据，对每组分段相干插值数据进行相干累加得到FFT运算所需点数，根据累加结果进行K次FFT运算，得到频域信息。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S3中FFT运算得到频域信息后，将最大值进行记录，并记录最大值的伪码相位和载波多普勒值；

该方法还包括步骤S4：重复步骤S1-S3，以将扩频或扩跳频系统的时间不确定度进行遍历后，完成搜索，比较获得的最大值，并确定伪码相位和载波多普勒值。

根据本发明的一个实施例，还包括步骤S5，利用所述步骤S4捕获的结果，将时域及频域特征量均收窄至更小范围，进行二次捕获。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S1之前还包括以下步骤：

S11：将采样的数据存储到本地缓存中；

S12：捕获开始后，采用高速时钟从所述本地缓存中分段并行读取数据，将数据至少分成两段并行读取，将读取的数与载波混频后得到下变频的数据；其中，所述高速时钟确保分段时间低于信号采集时间。

根据本发明的一个实施例，所述步骤S12后、步骤S1之前还包括以下步骤：

S13：对所述下变频的数据按照半码片抽取，以降低采样率，将得到的降低后的采样率作为所述长时间数据。