[发明专利]一种高动态多普勒下扩频信号的捕获方法

说明书

本发明涉及一种高动态多普勒下扩频信号的捕获方法，包括以下步骤：S1：将接收信号经过AD采样后进行去直流、正交下变频处理；S2：生成本地伪码，将伪码码长N分成X段，分为N/X路伪码数据，将下变频处理的接收信号也分为N/X路，对二者进行N/X点匹配滤波处理，其中N能被X整除，N、X为正整数；S3：将N/X点匹配滤波处理的数据分成两路，一路进行旋转变换，另一路进入延时模块，并各对两路数据都做X点FFT和非相干积分处理；S4：选出两个非相干积分处理的模值中的最大值，并与所设置的两个门限依次进行比较，若均大于两个门限，将该伪码相位记录下来，完成捕获。

技术领域

本发明涉及扩频通信领域，具体涉及一种高动态多普勒下扩频信号的捕获方法。

背景技术

有关扩频通信的观点早在1941年就被好莱坞女演员Hedy Lamarr和钢琴家GeorgeAntheil提出了，但当时并没有引起重视。直到80年代中期，扩频通信技术才广泛应用于军事通信和保密通信中，其中军事通信领域中的卫星通信与电子战反对抗通信应用较为广泛。扩频通信技术除应用在通信领域外，也广泛应用于民用通信领域中，如无线移动通信、室内无线移动通信和第三代移动通信等。随着一些军用产品向民用产品的转化，民用通信得到了进一步的发展，也推动了扩频通用技术在理论和实践中的发展。

在扩频信号捕获算法中，伪码捕获一直是个关键问题，Van Nee等学者经过不懈努力提出了基于FFT算法的伪码频域循环相关捕获方法，其为了缩短伪码捕获的时间，将时域中的相关运算变换到频域相乘。这里有两种改进算法，一种是利用时域复指数相乘等于频域偏移的原理，在频域移动数据序列，这种算法只需对接收信号进行一次FFT变换，节省了捕获时间；另一种改进算法是为了降低系统的硬件消耗而复用FFT与IFFT运算模块，但是这种算法捕获时间较长。

论文“基于改进补零/差分的北斗弱信号捕获算法”发表于2018年，提出了一种适合北斗弱信号的捕获算法，将补零算法和差分相干积分算法相结合，但是，补零算法会增加FFT点数，消耗很大的硬件资源。论文“基于PMF-FFT的时频域双并行捕获”发表于2014年，该论文提出一种新的基于PMF-FFT的时频域双并行捕获方案。对PMF加改进的汉宁窗，通过调整窗系数，选择最优化的参数，减小了捕获系统输出增益的衰减。但该论文也是采用补零法降低扇贝损失，会成倍的消耗硬件资源。

专利1(扩频信号的二维快速捕获装置和方法，CN101051852，2007)本发明涉及一种大多普勒频偏、大动态范围下扩频信号载波和扩频信号的二维快速捕获装置和方法。将信号的整个多普勒范围内细分出若干个扫频点,在对所有扫频频点上采用并行解扩联合非相干检测能量,找出其中的最大值和参考门限比较,用以确定是否捕获上到信号的载波频率和扩频码相位。该方法主要讲述了分割多普勒范围，但是无法适用多普勒变化率比较大的情况。专利2(一种自适应门限伪随机码捕获与证实方法，CN00131711.3，2000)提出了一种自适应门限伪随机码捕获与证实方法,它能够应用于扩频通讯中，该方法虽然实用性较好，但是捕获时间较长。专利3(一种改进的PMF_FFT的PN码捕获方法，CN105158779A，2015)提供了一种改进的PN码捕获方法，也使用了匹配滤波和FFT的方法，但是没有设置动态门限，当噪声较大时，可能会造成误捕。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高动态多普勒下扩频信号的捕获方法，在航天测控系统中，由于卫星相对于地面的高速运动产生了多普勒频偏和码相位延时，而多普勒频偏和码相位延时会衰减相关输出的幅度，使得捕获结果达不到设定的门限值，因此，本发明旨在多普勒频偏比较大的情况下能够快速捕获伪码和频偏。

本发明提供的一种高频态多普勒下扩频信号的捕获方法，具体包括以下步骤：

S1：将接收信号经过AD采样后得到AD采样信号并进行去直流处理得到中频信号，对所述中频信号进行正交下变频处理；