基于直扩系统的长码快捕方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于直扩系统的长码快捕方法，包括如下步骤：步骤S1：对输入的信号中码长为L的信号其进行载波分离，然后对其进行FFT计算；步骤S2：在本地伪码中，取M段长为L的本地伪码，对其进行先叠加再平均的计算，得到长度为L的新序列，对其进行FFT共轭计算；步骤S3：对FFT计算和FFT共轭计算的结果的乘积进行IFFT计算；步骤S4：对步骤S3中的计算结果进行求模计算，选出相关峰值中的最大值，将该最大值与门限值比较；如果大于设定的门限值，则实施步骤S5：得到初步的伪码相位捕获值范围和频率捕获值，进而依据该初步的伪码相位捕获值范围和频率捕获值进行去模糊度计算，进而得到具体的伪码相位捕获值。
【专利说明】基于直扩系统的长码快捕方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及航天宇航产品的扩频测控技术，具体涉及航天产品测控类单机的信号 捕获应用。
【背景技术】
[0002] 在直扩系统中，相对于短码扩频，长码扩频具有更好的隐蔽性、抗截获性和更强的 抗侦察能力。随着对航天扩频测控技术的深入研究，扩频码的选择不仅仅局限于短的伪随 机码，很多长周期的扩频码也被应用到实际工程中。
[0003] 现在常用的长码快捕技术主要分为间接捕获和直接捕获两大类。间接捕获技 术通常是指传统的短码引导长码的捕获技术。而直接捕获技术主要有并行多通道长码 直接捕获法、扩展复制重叠法（XFAST，Extended Replica Folding Acquisition Search Technique)、CCPAZP-FFT(Circular Correlation by partition and zero padding-FFT) 长码直捕法等。
[0004] 通过分析比较可知，并行多通道长码直接捕获法占用的资源最多，抗干扰性能不 好；CCPAZP-FFT长码直捕法的结构复杂，占用的存储资源也较多；扩展复制重叠法的结构 比较简单，抗干扰性能较好，捕获时间也比较少，但是相关性较差。
[0005] 总的来说，长码扩频意味着系统有更高的伪码周期，受信道特性的影响将会增大， 系统的同步更加困难，同步时间也会更长。针对直扩系统中的长码信号捕获，主要的问题在 于如何减少?目号的捕获时间和提商捕获性能。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是如何减少信号的捕获时间和提高捕获性能。
[0007] 为了解决这一技术问题，本发明提供了一种基于直扩系统的长码快捕方法，其特 征在于：包括如下步骤：
[0008] 步骤S1 :对输入的信号中码长为L的信号其进行载波分离，然后对其进行FFT计 算；
[0009] 步骤S2 :在伪码产生器产生的本地伪码中，取Μ段长为L的本地伪码，对其进行先 叠加再平均的计算，从而得到长度为L的新序列，然后对其进行FFT共轭计算；
[0010] 步骤S3 :对步骤S1中FFT计算的结果和步骤S2中FFT共轭计算的结果的乘积进 行IFFT计算；
[0011] 步骤S4 :对步骤S3中的计算结果进行求模计算，选出相关峰值中的最大值，将该 最大值与门限值比较；
[0012] 如果大于设定的门限值，则实施
[0013] 步骤S5 :得到初步的伪码相位捕获值范围和频率捕获值，进而依据该初步的伪码 相位捕获值范围和频率捕获值进行去模糊度计算，进而得到具体的伪码相位捕获值；
[0014] 在所述步骤S4中，如果相关峰值中的最大值不大于设定的门限值，则实施
[0015] 步骤S6 :改变多普勒频点，重复步骤S1、S2、S3和S4,直至搜索完所有多普勒频率 范围；在此步骤循环的过程中，自然也会包括本地伪码和中频信号的对应的内插抽取操作。
[0016] 如果搜索完所有多普率频率范围，相关峰值的最大值始终不大于设定的门限值， 则实施
[0017] 步骤S7 :另取一个Μ段长为L的本地伪码，重复步骤SI、S2、S3和S4,，直至搜索 完所有伪码相位；在此步骤循环的过程中，自然也会包括本地伪码和中频信号的对应的内 插抽取操作。
[0018] 在所述步骤S5中，所述去模糊度计算包括如下步骤：
[0019] S51 :对载波剥离后的输入信号进行FFT计算，该输入信号为依据已得到的频率捕 获值代入的信号；
[0020] S52 :在该Μ段长度为L的序列中取一段长度为L的子序列，进行FFT共轭值计算；
[0021] S53 :对步骤S51中FFT计算的结果和步骤S52中FFT共轭计算的结果的乘积进行 IFFT计算；
[0022] S54 :对步骤S53中的计算结果进行求模计算，选出相关峰值中的最大值，将该最 大值与门限值比较；
[0023] 如果大于设定的门限值，则得到了具体的伪码相位捕获值；
[0024] 在所述步骤S54中，如果相关峰值中的最大值不大于设定的门限值，则实施
[0025] 步骤S56 :在该Μ段长度为L的序列中另取一个长为L的本地伪码，重复步骤S51、 S52、S53、S54,直至搜索完其中的所有伪码相位。
[0026] 为了减少捕获时间，改善信噪比，本发明针对现有长码快捕技术--扩展复制重 叠法，进行了设计改进。本发明取了本地伪码中Μ段L长的伪码序列，并进行叠加和平均的 计算，形成长度为L的序列，之后进行FFT共轭值运算，将两者的结果相乘，并进行IFFT运 算，通过求模比较选大模块，得出粗略的伪码相位捕获值范围和多普勒频率的捕获值，进而 通过去模糊度计算得到具体的伪码相位捕获值。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1是本发明一实施例提供的基于直扩系统的长码快捕方法的原理组成框图。
【具体实施方式】
[0028] 以下将结合图1对本发明提供的基于直扩系统的长码快捕方法进行详细的描述， 其为本发明一可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的 范围内能够对其进行修改和润色。
[0029] 请参考图1，本实施例提供了一种基于直扩系统的长码快捕方法，其特征在于：包 括如下步骤：
[0030] 步骤S1 :对输入的信号中码长为L的信号其进行载波分离，然后对其进行FFT计 算；在本步骤中，在载波剥离后还进行采样数据的缓存与内插抽取等操作，该操作为领域内 常用的技术手段。
[0031] 步骤S2 :在伪码产生器产生的本地伪码中，取Μ段长为L的本地伪码，对其进行先 叠加再平均的计算，从而得到长度为L的新序列，然后对其进行FFT共轭计算；本步骤中，在 进行FFT共轭计算前还要进行内插抽取操作。
[0032] 步骤S3 :对步骤S1中FFT计算的结果和步骤S2中FFT共轭计算的结果的乘积进 行IFFT计算；当然，在IFFT计算前，还可对其进行缓存处理；
[0033] 步骤S4 :对步骤S3中的计算结果进行求模计算，选出相关峰值中的最大值，将该 最大值与门限值比较；
[0034] 如果大于设定的门限值，则实施
[0035] 步骤S5 :得到初步的伪码相位捕获值范围和频率捕获值，进而依据该初步的伪码 相位捕获值范围和频率捕获值进行去模糊度计算，进而得到具体的伪码相位捕获值；这里 所称的伪码相位捕获值范围也可认为是初步的伪码相位捕获值，经去模糊度计算后，便可 得到具体的伪码相位捕获值。
[0036] 在所述步骤S4中，如果相关峰值中的最大值不大于设定的门限值，则实施
[0037] 步骤S6 :改变多普勒频点，重复步骤S1S2、S3和S4,直至搜索完所有多普勒频率范 围；本实施例中可以通过频率步进控制实现多普勒频点的变化，从而实现对所有多普勒频 率范围内的频点的搜索，其具体手段在领域内已经存在，故而本实施例不做具体描述。
[0038] 如果搜索完所有多普率频率范围，相关峰值的最大值始终不大于设定的门限值， 则实施
[0039] 步骤S7 :另取一个Μ段长为L的本地伪码，重复步骤S1、S2、S3和S4,直至搜索完 所有伪码相位。具体来说，应理解为直至取尽所有Μ段长为L的本地伪码序列组合。
[0040] 在所述步骤S5中，所述去模糊度计算包括如下步骤：
[0041] S51 :对载波剥离后的输入信号进行FFT计算，该输入信号为依据已得到的频率捕 获值代入的信号；在本步骤中，在载波剥离后还进行采样数据的缓存与内插抽取等操作，该 操作为领域内常用的技术手段。
[0042] S52 :在该Μ段长度为L的序列中取一段长度为L的子序列，进行FFT共轭值计算；
[0043] S53 :对步骤S51中FFT计算的结果和步骤S52中FFT共轭计算的结果的乘积进行 IFFT计算；
[0044] S54 :对步骤S53中的计算结果进行求模计算，选出相关峰值中的最大值，将该最 大值与门限值比较；
[0045] 如果大于设定的门限值，则得到了具体的伪码相位捕获值；
[0046] 同步骤S2和S3、S4 -样，步骤S51、S52、S53、S54也会进行相应的内插抽取、缓存 等处理。
[0047] 在所述步骤S54中，如果相关峰值中的最大值不大于设定的门限值，则实施
[0048] 步骤S55 :在该Μ段长度为L的序列中另取一个长为L的本地伪码，重复步骤S51、 S52、S53、S54,直至搜索完其中所有伪码相位。
[0049] 通过以上步骤，可以实现所有伪码相位和多普率频率范围的搜索。
[0050] 综上所述，为了减少捕获时间，改善信噪比，本发明针对现有长码快捕技术--扩 展复制重叠法，进行了设计改进。本发明取了本地伪码中Μ段L长的伪码序列，并进行叠加 和平均的计算，形成长度为L的序列，之后进行FFT共轭值运算，将两者的结果相乘，并进行 IFFT运算，通过求模比较选大模块，得出粗略的伪码相位捕获值范围和多普勒频率的捕获 值，进而通过去模糊度计算得到具体的伪码相位捕获值。本发明具有很好的通用性和良好 的可移植性。本发明可以应用于宇航型号同类单机产品的设计开发，减少单机的捕获时间， 改善单机的信噪比，提高单机的抗干扰能力，满足在轨工作的任务需求。
【权利要求】
1. 一种基于直扩系统的长码快捕方法，其特征在于：包括如下步骤： 步骤S1 :对输入的信号中码长为L的信号其进行载波分离，然后对其进行FFT计算； 步骤S2 :在伪码产生器产生的本地伪码中，取Μ段长为L的本地伪码，对其进行先叠加 再平均的计算，从而得到长度为L的新序列，然后对其进行FFT共轭计算； 步骤S3 :对步骤S1中FFT计算的结果和步骤S2中FFT共轭计算的结果的乘积进行 IFFT计算； 步骤S4 :对步骤S3中的计算结果进行求模计算，选出相关峰值中的最大值，将该最大 值与门限值比较； 如果大于设定的门限值，则实施 步骤S5 :得到初步的伪码相位捕获值范围和频率捕获值，进而依据该初步的伪码相位 捕获值范围和频率捕获值进行去模糊度计算，进而得到具体的伪码相位捕获值。
2. 如权利要求1所述的基于直扩系统的长码快捕方法，其特征在于：在所述步骤S4 中，如果相关峰值中的最大值不大于设定的门限值，则实施 步骤S6 :改变多普勒频点，重复步骤SI、S2、S3和S4,直至搜索完所有多普勒频率范 围； 如果搜索完所有多普率频率范围，相关峰值的最大值始终不大于设定的门限值，则实 施 步骤S7 :另取一个Μ段长为L的本地伪码，重复步骤SI、S2、S3和S4,直至搜索完所有 伪码相位。
3. 如权利要求1所述的一种基于直扩系统的长码快捕方法，其特征在于：在所述步骤 S5中，所述去模糊度计算包括如下步骤： 551 :对载波剥离后的输入信号进行FFT计算，该输入信号为依据已得到的频率捕获值 代入的信号； 552 :在该Μ段长度为L的序列中取一段长度为L的子序列，进行FFT共轭值计算； 553 :对步骤S51中FFT计算的结果和步骤S52中FFT共轭计算的结果的乘积进行IFFT 计算； 554 :对步骤S53中的计算结果进行求模计算，选出相关峰值中的最大值，将该最大值 与门限值比较； 如果大于设定的门限值，则得到了具体的伪码相位捕获值。
4. 如权利要求3所述的基于直扩系统的长码快捕方法，其特征在于：在所述步骤S54 中，如果相关峰值中的最大值不大于设定的门限值，则实施 步骤S55 :在该Μ段长度为L的序列中另取一个长为L的本地伪码，重复步骤S51、S52、 S53、S54,直至搜索完其中所有伪码相位。
【文档编号】H04B1/7075GK104158559SQ201410375049
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】李春萍, 吴涛, 郝占炯, 李菊 申请人:上海航天电子通讯设备研究所