一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113810080A(43)申请公布日2021.12.17(21)申请号202111089241.4(22)申请日2021.09.16(71)申请人中国电子科技集团公司第五十四研究所地址050081河北省石家庄市中山西路589号第五十四所卫星导航专业部(72)发明人张兰粉张亚林杨再秀蔚小龙方真(74)专利代理机构河北东尚律师事务所13124代理人王文庆(51)Int.Cl.H04B1/69(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置(57)摘要本发明公开了一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置，属于短突发扩频信号捕获技术领域。其包括数字下变频模块、重采样模块、移位存储模块、串行相关累加模块、本地伪码生成模块、本地伪码存储模块、累加存储模块、FFT模块、门限判决模块、邻值取大判决模块、数据选择模块。该装置利用大量相关累加与FFT并行计算，在低载噪比情况下，实时输出码相位和多普勒捕获结果，满足半码片级或更低码片级的处理速度，提高系统接收成功率。CN113810080ACN113810080A权利要求书1/1页1.一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置，其特征在于，包括数字下变频模块、重采样模块、移位存储模块、串行相关累加模块、本地伪码生成模块、本地伪码存储模块、第一数据选择模块、第二数据选择模块、累加存储模块、FFT模块、门限判决模块、邻值取大判决模块，串行相关累加模块和本地伪码存储模块一一对应，累加存储模块与FFT模块、FFT模块与门限判决模块均一一对应；其中，短突发中频信号首先进入数字下变频模块，数字下变频模块对短突发中频信号进行频点搬移，从中频搬移至零频附近，得到IQ基带数据，然后将IQ基带数据输入给重采样模块；重采样模块将IQ基带数据按照重采样码钟输出至接收基带数据的移位存储模块；移位存储模块在系统主钟驱动下，将IQ基带数据顺次输出给各串行相关累加模块；本地伪码生成模块生成伪码，并顺次输出给各本地伪码存储模块；本地伪码存储模块将伪码按照所需累加长度输出给对应的串行相关累加模块；串行相关累加模块将输入的伪码与IQ基带数据作相关运算，得到的累加结果并输出给第一数据选择模块；第一数据选择模块选择空闲的累加存储模块并将串行相关累加模块送来的累加结果存入；FFT模块将对应累加存储模块中的累加结果作为FFT输入数据进行FFT运算，并将结果输出给对应的门限判决模块；门限判决模块对FFT运算结果求取能量，然后与门限比较，得到超出门限的最大值位置，根据最大值位置得到相应的码相位和多普勒结果，并将码相位和多普勒结果连同一个有效性标识一同输出给第二数据选择模块；第二数据选择模块接收标识为有效的码相位和多普勒结果，并输出给邻值取大判决模块；邻值取大判决模块从连续相邻的3或4个有效的码相位和多普勒结果中选取最大值并输出，得到最终的码相位和多普勒，完成对低载噪比大容量短突发扩频信号的快速实时捕获。2.根据权利要求1所述的一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置，其特征在于，所述重采样模块的具体工作方式为：对IQ基带数据进行抽取，抽取之后的频率为M倍扩频码速率,M为2或4，然后再将I、Q两路数据分别进行量化。3.根据权利要求2所述的一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置，其特征在于，所述移位存储模块选择同步头数据长度L，按照深度d，位宽k的RAM进行存储，其中，d、k均为整数，L=d*k，fpk为数据采样频率，即数据采样周期的倒数，fS为系统主钟的频率；第j个数据采样周期中，移位存储模块在系统主钟的第i个周期下，将存储的第i个数据送入一串行相关累加模块中，串行相关累加模块将输入数据与本地伪码作相关运算，同时输出m个累加结果，然后按照FFT输入数据关系，将m个累加结果依次填入第j个累加存储模块中。2CN113810080A说明书1/4页一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置技术领域[0001]本发明涉及短突发扩频信号捕获技术领域，尤其是指一种低载噪比大容量短突发扩频信号快速捕获装置。背景技术[0002]短突发扩频信号具有“短时性”和“突发性”，其持续时间在几十毫秒至几秒不等。短突发扩频信号通常由同步段、跟踪段和数据段组成。同步段用于信号的捕获，跟踪段用于信号跟踪入锁，数据段用于传输信息。跟踪段有时不存在，此时需要在同步段完成信号的快速捕获以保证跟踪能够平稳入锁。在短突发扩频信号功率降低、容量提升时，需要实时有效检测信号是否到达，同时估计出信号的多普勒，在数据段到来前需要跟踪环路完全入锁，完成信息的解调。[0003]由于短突发扩频信号的上述特点，常规捕获只能在高信噪比下完成单通道解调后才