[发明专利]一种基于随机连续相位调制信号的低信噪比码捕获方法

权利要求书

1.一种基于随机连续相位调制信号的低信噪比码捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立随机连续相位调制信号模型，将一个符号周期分成多个码片，每个码片内对应不同的频点，每个码片由复合参数序列进行CPM信号调制；

步骤2、生成的随机连续相位调制信号作为系统中的先导序列与后续需要传输的通信信息数据进行拼接组合，前端为随机连续相位调制信号，后端为通信信息数据；组合后的信号进行载波调制后发送到信道进行传输，同时将生成的随机连续相位调制信号作为本地伪随机码保存到本地接收机上；

步骤3、经过信道传输后，接收端对接收信号进行下变频，下变频后的信号与本地接收机已保存的设计好的伪随机码进行匹配滤波，以本地伪随机码为抽头系数构建本地匹配滤波器，接收信号下变频后随时钟送入匹配滤波器中，匹配滤波器每一个时钟计算此时输入信号和本地伪随机码之间的相关值；

步骤4、将本地信号与下变频后的接收信号进行匹配滤波后的结果进行恒虚警检测，取邻近距离单元方法构成噪声功率估计电路求得自适应门限，对匹配滤波后的结果进行判决，当检测结果大于自适应门限时，表明完成伪随机码的捕获，能够进行通信信息数据的接收；

步骤1所述建立随机连续相位调制信号模型，将一个符号周期分成多个码片，每个码片内对应不同的频点，每个码片由复合参数序列进行CPM信号调制，具体如下：

(1.1)建立复合参数序列Z_n的取值集合，由信号的带宽B、码片长度T_c以及频段个数N_f，决定复合参数序列Z_n的取值集合，第i个频点对应z_i取值为Z_n∈{z_i|z_i＝BT_c(2i-N_f-1)/N_f,i＝0,1,....,N_f-1}；

(1.2)将一个符号周期分成多个码片，每个码片由对应的复合参数序列Z_n进行CPM信号调制，对于复合参数序列Z_n值的选取，在复合参数序列Z_n取值集合范围内，构建随机CPM信号集；随机CPM码信号集大小为L，集合中信号码长为N，一个符号的随机CPM信号采样点总数为M，信号集表示为：表示第l个CPM信号对应的复合序列；建立一个码长为N、信号个数为L的随机CPM信号集S(L,N,M)：

(1.3)在建立随机CPM信号集的基础上，对信号集S(L,N,M)进行优化，以旁瓣能量积分极小化准则为代价函数，采用初始种群个数为1000迭代次数为5000的遗传算法进行优化，搜索到具有准正交特性的随机CPM信号集所对应的复合参数序列Z_n的取值；

(1.4)将优化后的信号集S(L,N,M)中的复合参数序列Z_n在每个符号周期内进行CPM调制，生成的等效低通波形为m为1个符号的采样点数，ε为CPM信号的码元能量，T为一个符号周期的长度，为一个符号时间内的初始相位；由优化后的复合序列Z_n进行CPM调制生成随机连续相位信号，该信号的一个码元宽度内的频率根据复合参数序列Z_n的幅度跳变，且该信号的相位是连续变化的。

2.根据权利要求1所述的基于随机连续相位调制信号的低信噪比码捕获方法，其特征在于，步骤3所述经过信道传输后，接收端对接收信号进行下变频，下变频后的信号与本地接收机已保存的设计好的伪随机码进行匹配滤波，以本地伪随机码为抽头系数构建本地匹配滤波器，接收信号下变频后随时钟送入匹配滤波器中，匹配滤波器每一个时钟计算此时输入信号和本地伪随机码之间的相关值，具体为：

(3.1)由随机连续相位调制信号与通信信息数据组合的发送信号，经过信道传输后由接收机接收，接收到的信号分别与本地压控振荡器产生的同向和正交支路信号相乘，得到同向和正交支路下变频后的信号；

(3.2)下变频后信号送入以本地伪随机码为抽头系数构建的本地匹配滤波器进行匹配滤波，匹配滤波器每一个时钟都会计算此时输入信号和本地伪随机码之间的相关值，将匹配滤波的结果进行求模处理，得到匹配滤波器输出的相关峰值结果。