高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法.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CN111082835A(43)申请公布日2020.04.28(21)申请号201911222977.7(22)申请日2019.12.03(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人谢仁宏边晨光郭山红李鹏芮义斌孙泽渝王丽妍(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人封睿(51)Int.Cl.H04B1/7077(2011.01)H04B1/7087(2011.01)权利要求书3页说明书4页附图3页(54)发明名称同步，复杂度较低，具有较强的实用价值。高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法(57)摘要本发明要解决的主要问题：找到一种高动态下直扩DPSK信号的伪码相差—多普勒频偏二维联合捕获方法，实现大多普勒频偏下直扩DPSK信号的捕获。包括以下步骤：首先通过载波对接收到的中频直扩DPSK信号进行下变频处理；之后将接收信号和本地伪码送入延迟器中进行延迟相关处理，根据修正后的信号的相关峰值位置得到多普勒频偏估计值，再利用多普勒频偏值对载波进行修正；之后用修正后的载波对直扩DPSK信号进行下变频处理；最后采用码相位压缩的方法对多路连续相位本地伪码与多普勒补偿后的中频直扩DPSK信号进行相关，获取伪码估计值。本发明能够实现高动态下直扩DPSK信号的捕获，完成伪码相位和多普勒频偏的联合估计，具有较小的多普勒频偏估计误差性能，且具有很好的伪码相位捕获性能，捕获时间短，从而保证接收信号在CN111082835A进入信号跟踪处理模块之前即已得到较好的粗CN111082835A权利要求书1/3页1.高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用载波对接收到的中频直扩DPSK信号进行下变频处理；步骤2，在延迟取值范围内，利用延迟相关对下变频后的DPSK信号进行多普勒频偏估计，获得每个延迟对应的多普勒频偏值，求平均后获得最终的多普勒频偏估计值；步骤3，利用最终的多普勒频偏值对载波进行修正，利用修正后的载波对接收到的中频直扩DPSK信号进行下变频处理，获得多普勒补偿后的复基带中频直扩DPSK信号；步骤4，对本地扩频码进行移位和压缩，将每次压缩后的本地扩频码与步骤3多普勒补偿后的中频直扩DPSK信号进行相关运算，获取伪码估计值，从而完成伪码和多普勒的联合捕获。2.根据权利要求1所述的高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法，其特征在于，步骤1中，下变频处理后的DPSK信号y(n)为：式中，d(n)为传输数据，c(n)为扩频码，τ为码相位误差；为初始相位；Rc为扩频码速率；fd为多普勒频偏；ωn为高斯白噪声。3.根据权利要求1所述的高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法，其特征在于，步骤2中，利用延迟相关求取每个延迟D对应的多普勒频偏值的具体方法为：对下变频处理后的DPSK信号y(n)进行延迟处理，即将接收信号做D个样点的延迟后与未延迟的信号进行共轭相乘处理，过程如下：其中，ω'(n)为延迟处理后的噪声；D为延迟；c(n)为扩频码，τ为码相位误差；为初始相位；Rc为扩频码速率；fd为多普勒频偏；ωn为高斯白噪声；对本地扩频码c(n)，做同样的延迟处理，即：*cD(n)＝c(n)c(n+D)(3)将延迟处理后的信号yD(n)与延迟处理后的本地扩频码cD(n)进行相关运算，得到相关函数RD(i)，表示为：其中，N为扩频码周期；提取相关函数RD(i)的最大值即峰值，表示为：2CN111082835A权利要求书2/3页根据相关峰峰值的位置进一步计算多普勒频偏的估计值，表示为：式中，arg[z]表示复数z的角度；表示相关峰输出结果。4.根据权利要求3所述的高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法，其特征在于，步骤2中，在延迟取值范围[Dmax-d+1,Dmax]内，对每一个延迟D进行相关运算，求取最终的多普勒频偏估计值，表示为：5.根据权利要求1所述的高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法，其特征在于，步骤3中，对载波fc进行修正的公式为：式中，fc'为修正后的载波，为最终的多普勒频偏估计值。6.根据权利要求1所述的高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法，其特征在于，步骤3中，多普勒补偿后的复基带中频直扩DPSK信号表示为：式中，Ts为中频直扩DPSK信号的采样时间，d(n)为传输数据，c(n)为扩频码，τ为码相位误差；为初始相位；Rc为扩频码速率；fd为多普勒频偏；ωn为高斯白噪声。7.根据权利要求1所述的高动态下直扩信号的伪码和多普勒的联合捕获方法，其特征在于，步骤4中，将本地扩频码进行SL次移位得到SL路连续的彼此相差一个码相位的本地扩频码，再将得到的SL路本地扩