一种高动态扩频信号捕获装置及捕获方法

文档序号:24642910发布日期:2021-04-13 14:01阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种高动态扩频信号捕获装置,其特征在于,该装置包括:fpga芯片和设置在fpga芯片上的频率搜索控制器、prn码发生器、本地振荡器产生模块、第一fft模块,第二fft模块、第一复数乘法器、第二复数乘法器、第三复数乘法器、ifft模块、峰值检测模块、数据处理模块和计数器;所述频率搜索控制器,用于实时产生搜索频率值并输出至prn码发生器;所述prn码发生器,用于根据搜索频率值更改本地伪码的频率值,并输出更改频率值后的本地伪码并输出至第一fft模块;其中,更改频率值后的本地伪码为伪码序列,其中包括多个伪码;所述第一fft模块,用于对更改后频率值后的本地伪码进行fft变换,将更改后频率值后的本地伪码变换到频域,得到频域数据,并取频域数据的复共轭,输出第一输入数据,并输出至第三复数乘法器;所述本地振荡器产生模块,用于产生sin数据和cos数据,将sin数据输出至第一复数乘法器;将cos数据输出至第二复数乘法器;所述第一复数乘法器,用于将第一输入伪码与sin数据进行复乘运算,得到第一输入伪码数据并输出至第二fft模块;所述第二复数乘法器,用于将第一输入伪码与cos数据进行复乘运算,得到第二输入伪码数据并输出至第二fft模块;所述第二fft模块,用于将第一输入伪码数据和第二输入伪码数据进行整合,得到整合后的输入伪码数据,并对其进行fft操作,得到第二输入数据频域并输出至第三复数乘法器;所述第三复数乘法器,用于将第一输入数据和第二输入数据频域进行复乘运算,得到第三输入数据并输出至ifft模块;所述ifft模块,用于对第三输入数据进行ifft变换,得到时域数据,对时域数据中的每个数据进行求绝对值处理,得到多个时域数值,进而得到多个模方并输出至峰值检测模块;所述峰值检测模块,用于从多个模方中选取其中的最大值,对该最大值进行峰值检测判决,将判决结果输出至数据处理模块;所述数据处理模块,用于根据判决结果,获取当前捕获的码相位;并结合下一次捕获得到的码相位,得到捕获时的码相位,完成对高动态扩频信号的捕获;所述计数器,用于统计捕获过程的次数;其中,捕获过程的次数大于或等于2。2.根据权利要求1所述的高动态扩频信号捕获装置,其特征在于,所述本地振荡器产生模块为载波发生器。3.根据权利要求1所述的高动态扩频信号捕获装置,其特征在于,所述峰值检测模块的具体判决过程为:如果该最大值大于或等于预先设定的门限阈值,则捕获成功,并将该最大值作为当前捕获的码相位p1,并将当前捕获的码相位p1发送至数据处理模块;如果该最大值小于预先设定的门限阈值,则捕获失败。4.根据权利要求3所述的高动态扩频信号捕获装置,其特征在于,所述数据处理模块的具体过程为:根据当前捕获的码相位p1;并结合下一次捕获得到的码相位p2,计算前后相邻两次捕获
得出的码相位差p2‑
p1,作为捕获高动态扩频信号的捕获时间,得到捕获时的码相位p
initial
=p1‑
(p2‑
p1),作为捕获时的初始相位值,完成对高动态扩频信号的捕获。5.一种高动态扩频信号捕获方法,其特征在于,该方法基于上述权利要求1

5中任一所述的高动态扩频信号捕获装置实现,该方法包括:通过第一次捕获,得到所捕获的第一捕获伪码相位;通过第二次捕获,得到所捕获的第二捕获伪码相位;计算两次捕获得出的第一捕获伪码相位和第二捕获伪码相位的码相位差;根据该码相位差,得到捕获时的码相位,实现高动态扩频信号的捕获。6.根据权利要求5所述的高动态扩频信号捕获方法,其特征在于,所述通过第一次捕获,得到所捕获的第一捕获伪码相位;其具体过程为:所述prn码发生器根据搜索频率值更改本地伪码的频率值,并输出更改频率值后的本地伪码,并输出至第一fft模块;第一fft模块对更改频率值后的本地伪码进行fft变换,将更改频率值后的本地伪码变换到频域,得到频域数据,并取频域数据的复共轭,输出第一输入数据;第二fft模块将第一输入伪码数据和第二输入伪码数据进行整合,得到整合后的输入伪码数据,并对其进行fft操作,得到第一输入数据频域;所述第三复数乘法器将第一输入数据和第一输入数据频域进行复乘运算,得到第二输入数据;所述ifft模块对第二输入数据进行ifft变换,得到第一时域数据,对第一时域数据中的每个数据进行求绝对值处理,得到多个第一时域数值,进而得到多个模方;所述峰值检测模块从得到的多个模方中选取其中的最大值,对该最大值进行峰值检测判决;如果该最大值大于或等于预先设定的门限阈值,则捕获成功,并将该最大值作为第一次捕获码相位;如果该最大值小于预先设定的门限阈值,则捕获失败。7.根据权利要求6所述的高动态扩频信号捕获方法,其特征在于,第二输入数据频域的获取过程具体为:本地振荡器产生模块产生sin数据和cos数据;第一复数乘法器将输入伪码与sin数据进行复乘运算,得到第一输入伪码数据;第二复数乘法器将输入伪码与cos数据进行复乘运算,得到第二输入伪码数据;第二fft模块将第一输入伪码数据和第二输入伪码数据进行整合,得到整合后的输入伪码数据,并对其进行fft操作,得到第一输入数据频域。8.根据权利要求5所述的高动态扩频信号捕获方法,其特征在于,所述通过第二次捕获,得到所捕获的第二捕获伪码相位;其具体过程为:所述prn码发生器根据搜索频率值更改本地伪码的频率值,并输出更改频率值后的本地伪码,并输出至第一fft模块;第一fft模块对更改频率值后的本地伪码进行fft变换,将更改频率值后的本地伪码变换到频域数据,取该频域数据的复共轭,输出第一输入数据;第二fft模块将第三输入伪码数据和第四输入伪码数据进行整合,得到整合后的输入
伪码数据,并对其进行fft操作,得到第二输入数据频域;所述第三复数乘法器将第一输入数据和第二输入数据频域进行复乘运算,得到第三输入数据;所述ifft模块对第三输入数据进行ifft变换,得到第二时域数据,对第二时域数据中的每个数据进行求绝对值处理,得到多个第二时域数值,进而得到多个模方;所述峰值检测模块从得到的多个模方中选取其中的最大值,对该最大值进行峰值检测判决;如果该最大值大于或等于预先设定的门限阈值,则捕获成功,并将该最大值作为第二次捕获码相位;如果该最大值小于预先设定的门限阈值,则捕获失败。9.根据权利要求5所述的高动态扩频信号捕获方法,其特征在于,所述根据该码相位差,得到捕获时的码相位,实现高动态扩频信号的捕获;其具体过程为:所述数据处理模块根据判决结果,获取第一次捕获码相位p1;并结合第二次捕获得到的第二次捕获码相位p2,计算前后相邻两次捕获得出的码相位差p2‑
p1,作为捕获高动态扩频信号的捕获时间,得到捕获时的码相位p
initial
=p1‑
(p2‑
p1),作为捕获时的初始相位值,完成对高动态扩信号的捕获。
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