一种高动态下弱信号的快速捕获方法.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CN111163032A(43)申请公布日2020.05.15(21)申请号201911145958.9(22)申请日2019.11.21(71)申请人北京航天科工世纪卫星科技有限公司地址100176北京市海淀区北京经济技术开发区西环南路26号院22号楼B座101室(72)发明人殷英高鹏吕倩孙统雷乔彦鹏计雷雷王曼(74)专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人李微微(51)Int.Cl.H04L27/38(2006.01)H04L27/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种高动态下弱信号的快速捕获方法(57)摘要本发明公开了一种高动态下弱信号的快速捕获方法，将独特码插入信号帧中，采用开环算法进行信号捕获，可以实现快速捕获，并且信道开销小，不依赖于其他信道所以算法健壮性好；通过采用自适应判决门限，可以减小噪低信噪比引起的相位噪声对解调器的影响；在接收数据存在大频偏时，通过将多普勒频率划分成多个范围进行并行的频偏搜索，因此能抗大多普勒频率变化率。CN111163032ACN111163032A权利要求书1/1页1.一种信号捕获方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在卫星通信发出的信号帧中，插入固定比特独特码；步骤2、接收端将接收的信号进行A/D采样和下变频后，得到的基带数据为Data(n)；采用本地固定比特独特码对基带数据u(n)进行滑动互相关，每滑动一次得到一次互相关函数，互相关函数的模的平方为峰值；将峰值与判决门限相比较，大于判决门限时，根据峰值位置估计出初始相位偏移；步骤3、再进行初始频偏的估计，如此完成信号的捕获。2.如权利要求1所述的一种信号捕获方法，其特征在于，所述步骤2中，判决门限的计算1/L-1方法为：VG＝1-(Pf)，其中，Pf为系统的虚警概率；L为本地独特码序列的长度。3.如权利要求1或2所述的一种信号捕获方法，其特征在于，所述步骤3中进行初始频偏估计时，将多普勒频率变化的范围划分为设定数目的子范围，在每一个多普勒频率变化的子范围段内并行的进行初始频偏的估计；将估计得到的所有初始频偏取最大值，则为最终的初始频偏估计值。2CN111163032A说明书1/3页一种高动态下弱信号的快速捕获方法技术领域[0001]本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种高动态下弱信号的快速捕获方法。背景技术[0002]随着现代社会的发展，高速、超高速运动的载体应用越来越普遍，比如火箭、航天飞机和导弹等日益增多，由于载体的运动速度、加速度非常大，会造成较大的多普勒频移和多普勒变化率。高动态通信的关键技术就是要在一定信噪比下克服大的多普勒频移和大的多普勒频率变化率，实现对高动态弱信号的快速捕获功能。[0003]传统的基于反馈的估计方法易于硬件实现且估计精度较高，但估计时间较长且存在悬挂想象。如经典的锁相环，锁相环存在着跟踪精度与动态跟踪能力互为矛盾的问题，为了保证环路能够跟踪上输入信号的动态范围而不失锁，锁相环需要有大的环路带宽；增加环路带宽又会导致进入到环路的噪声增加而增大失锁的概率。另外通过增加环路带宽，只能够增加频率捕获的范围，而频率变化率引起的相位误差会使得锁相环的捕获性能急剧恶化。发明内容[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种高动态下弱信号的快速捕获方法，可以快速捕获信号。[0005]一种信号捕获方法，包括如下步骤：[0006]步骤1、在卫星通信发出的信号帧中，插入固定比特独特码；[0007]步骤2、接收端将接收的信号进行A/D采样和下变频后，得到的基带数据为Data(n)；采用本地固定比特独特码对基带数据u(n)进行滑动互相关，每滑动一次得到一次互相关函数，互相关函数的模的平方为峰值；将峰值与判决门限相比较，大于判决门限时，根据峰值位置估计出初始相位偏移；[0008]步骤3、再进行初始频偏的估计，如此完成信号的捕获。1/L-1[0009]较佳的，所述步骤2中，判决门限的计算方法为：VG＝1-(Pf)，其中，Pf为系统的虚警概率；L为本地独特码序列的长度。[0010]进一步的，所述步骤3中进行初始频偏估计时，将多普勒频率变化的范围划分为设定数目的子范围，在每一个多普勒频率变化的子范围段内并行的进行初始频偏的估计；将估计得到的所有初始频偏取最大值，则为最终的初始频偏估计值。[0011]本发明具有如下有益效果：[0012]本发明的一种高动态下弱信号的快速捕获方法，将独特码插入信号帧中，采用开环算法进行信号捕获，可以实现快速捕获，并且信道开销小，不依赖于其他信道所以算法健壮性好；[0013]通过采用自适应判决门限，可以减小噪低信噪比引起的相位噪声对解调器的影响；3CN111163032A说明书2/3页[00