[发明专利]一种适用于直接扩频信号的通用捕获方法

摘要

一种适用于直接扩频信号的通用捕获方法，它有三大步骤：一、根据待捕获扩频信号特征计算捕获所需的参数：二、采用延迟相乘捕获方法进行捕获，直接以2^N点FFT对信号进行码相位并行搜索，若捕获判决成功则继续搜索，最终得到码相位和频率的估计值，宣布捕获成功，输出捕获结果；若未捕获成功，则转入步骤三；三、根据步骤一计算所得参数，采用半比特交替捕获方法进行捕获，若捕获判决成功，宣布捕获成功，输出捕获结果；若未捕获成功，宣布捕获失败。该方法在FPGA中为一个通用捕获模块，由于统一的架构，在实现时可以进行资源复用，使用时将参数提前计算好配置给捕获模块，即可捕获所配参数对应的直接扩频信号，大大缩短了设备研发周期和人力成本。

主权项

1.一种适用于直接扩频信号的通用捕获方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤一：根据待捕获扩频信号特征计算捕获所需的参数：(1)设实际条件允许FFT点数范围为2^M～2^N，仅取闭区间内2的整数次幂，M，N为正整数，M<N，根据扩频码速率r_code与电文数据速率r_data的关系计算采用半比特交替法时的实际FFT点数N_FFT，计算方法为：式中表示向下取整至2的整数次幂，抽样以两倍扩频码速率计算；此处基于FFT码相位并行捕获方法采用取本地扩频码N_FFT点，N_FFT/2点信号补N_FFT/2个零来等价实现线性相关，单次FFT的相干积分时间为(2)根据实际的FFT点数N_FFT，同时考虑码速率与电文数据速率的关系，兼顾捕获时间和捕获灵敏度指标要求，设相干和非相干累加时间上限分别约为T_{coh_max}和T_{nch_max}，由此确定捕获方法的相干累加次数N_coh及非相干累加次数N_nch，计算方法为：N_coh=round(T_{coh_max}/T_{coh_s})N_nch=round[T_{nch_max}/(T_{coh_s}·N_coh)]round(·)表示四舍五入；(3)根据实际每次FFT码相位并行搜索所能搜索的码相位个数，计算搜索所有扩频码相位t_len所需并行搜索的次数N_{t_unc}，计算方法为：Nt_unc=ceil(tlenNFFT/4)]]>ceil(·)表示向上取整；(4)根据实际的相干积分时间T_coh计算采用半比交替法时的频率搜索步进f_bin和频域搜索范围±f_max内的搜索次数N_{f_unc}，保证频率误差损耗在3dB之内的计算方法为：fbin=0.886Tcoh]]>Nf_unc=ceil(2fmaxfbin)]]>(5)根据扩频码速率r_code和电文数据速率r_data相比于信号射频频率f_RF的关系及已求得的频率搜索步进f_bin，计算相应的扩频码和电文数据频率搜索频进，如此对扩频码和电文数据进行频率补偿后适应大多普勒高动态场景，计算方法为：fcode_bin=fbin·rcodefRF]]>fdata_bin=fbin·rdatafRF]]>步骤二：首先采用延迟相乘捕获方法进行捕获，由于其不受数据跳变的影响，直接以2N点FFT对信号进行码相位并行搜索，若捕获判决成功则继续搜索得到频率估计，最终得到码相位和频率的估计值，宣布捕获成功，输出捕获结果；若未捕获成功，则转入步骤三；步骤三：根据步骤一计算所得参数，采用半比特交替捕获方法进行捕获，若捕获判决成功，宣布捕获成功，输出捕获结果；若未捕获成功，宣布捕获失败。