基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法.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CN110943758A(43)申请公布日2020.03.31(21)申请号201911100137.3(22)申请日2019.11.12(71)申请人天津津航计算技术研究所地址300308天津市东丽区空港经济区保税路357号(72)发明人郭一超(74)专利代理机构中国兵器工业集团公司专利中心11011代理人刘二格(51)Int.Cl.H04B1/7077(2011.01)H04B1/16(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图2页(54)发明名称基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法(57)摘要本发明公开了一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获装置，包括接收机天线、射频前端、伪码剥离模块、多普勒频率变化率搜索模块、分段相干积累模块、倍频处理模块、FFT模块和峰值检测模块；接收机天线与射频前端相连，射频前端与伪码剥离模块相连，伪码剥离与多普勒频率变化率搜索模块相连，多普勒频率变化率搜索模块与分段相干积累模块相连，分段相干积累模块与倍频处理模块相连，倍频处理模块与FFT模块相连，FFT模块与峰值检测模块相连。本发明在精细搜索载波多普勒频率的同时搜索了多普勒频率变化率，实现了多普勒频率和多普勒频率变化率的联合搜索。CN110943758ACN110943758A权利要求书1/4页1.一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获装置，其特征在于，包括接收机天线、射频前端、伪码剥离模块、多普勒频率变化率搜索模块、分段相干积累模块、倍频处理模块、FFT模块和峰值检测模块；接收机天线与射频前端相连，射频前端与伪码剥离模块相连，伪码剥离与多普勒频率变化率搜索模块相连，多普勒频率变化率搜索模块与分段相干积累模块相连，分段相干积累模块与倍频处理模块相连，倍频处理模块与FFT模块相连，FFT模块与峰值检测模块相连；接收机天线用于接收信号；射频前端用于对接收信号进行下变频和采样；伪码剥离模块用于依据捕获得到的码相位信息产生相应的本地伪码，并与接收信号进行相关，剥离伪码；多普勒频率变化率搜索模块用于按固定频率变化率步进和捕获得到的多普勒频率值产生本地载波，再与剥离伪码后的接收信号相乘，以剥离多普勒频率变化率，再将此剥离多普勒频率变化率后的信号输出给分段相干积累模块；分段相干积累模块用于对多普勒频率变化率搜索模块输出的信号以固定时间长度进行分段，并按段进行求和积累，形成新的序列；倍频处理模块用于对分段相干积累模块的输出进行二倍频处理，同时将信号幅值平方，克服数据跳变的影响；FFT模块用于对倍频处理模块输出的序列进行快速傅立叶变换，得到峰值检测模块的输入FFT序列；峰值检测模块用于检测FFT模块输出序列的峰值，并对比各路峰值，找出其中最大值，根据其所处的搜索通道位置得到载波多普勒频率变化率估计值根据其峰值所在位置得到载波多普勒精细估计值作为二次捕获结果。2.如权利要求1所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获装置，其特征在于，所述射频前端包括下变频单元以及AD采样单元；伪码剥离模块包括码NCO和乘法单元；多普勒频率变化率搜索模块包含L个搜索通道和载波NCO；倍频处理模块包括平方单元和乘法单元；峰值检测模块包括比较单元和存储单元。3.一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、接收机天线接收信号，再通过射频前端进行下变频及采样；步骤二、伪码剥离模块依据捕获得到的码相位信息，产生与AD采样单元采样率相同的本地伪码，并与接收信号进行相关，剥离伪码；步骤三、多普勒频率变化率搜索模块确定搜索的频率变化率，并进行多普勒频率变化率剥离；步骤四、分段相干积累模块对步骤三输出的剥离多普勒频率变化率后的信号以固定时间长度进行分段，并按段进行求和积累，形成新的序列；步骤五、倍频处理模块对步骤四的输出的分段相干积累结果进行二倍频处理；步骤六、FFT模块对倍频处理模块输出的序列进行P点快速傅立叶变换，得到峰值检测模块的输入FFT序列；步骤七、峰值检测模块检测步骤六中FFT模块输出序列的峰值，得到二次捕获结果。4.如权利要求3所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤一中，下变频通过下变频单元实现，输出为带有数据调制的I、Q两路信号；采样通过AD采样单元实现，采样率为fs，采样结果为带有数据调制的基带采样序列，记为ri(n)和rq(n)，用如下公式(1)(2)表示：2CN110943758A权利要求书2/4页其中，N为总体采样点数；ts＝1/fs为时域采样间隔，D(nts)代表nts采样时刻的调制数据，为二进制数据，n代表第n个采样点；C(nts-τ)表示接收信号的伪码，τ代表伪码初始相位，表