一种基于直接差分相干积累的直扩信号传输方法.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CN109150234A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201810888494.X(22)申请日2018.08.07(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人陈延涛董彬虹赵宇轩李芊饶崔亚笛(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人陈一鑫(51)Int.Cl.H04B1/7073(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于直接差分相干积累的直扩信号传输方法(57)摘要本发明公开了一种基于直接差分相干积累的直扩信号传输方法，属于扩频信号接受处理技术领域。将解扰后的信号进行前后共轭相乘以及相干积分的直扩信号捕获方法，其中将前后共轭相乘这一操作称为差分相干；其中接收信号解扰后应该是两段相同的PN序列，即发送的伪随机序列在加扰前应该是两段相同的PN序列。本发明的核心在于对信号的粗同步头进行特别设计，接收端通过对接收信号的粗同步头进行前后共轭相乘(差分相干)消除了频偏的影响，使得相干积分的时候不再受到多普勒频偏带来的数据位跳变的影响。由于需要的序列长度仅仅与信噪比有关，本算法在一定的信噪比下，能够在一定的序列长度下搜索极大频率范围内的直扩信号。CN109150234ACN109150234A权利要求书1/1页1.一种基于直接差分相干积累的直扩信号传输方法,该方法包括：步骤1、设置发端采样率，保证至少一个扩频码片采样两次以上；设置参数，包括扩频码的长度，设扩频使用的PN码PNCode，发送端的扩频伪随机序列s[n]为两段相同的PN序列，设前一段为PN1，后一段为PN2，则s[n]应该满足以下格式：s[n]＝[PN1PN2]＝[PNCodePNCode]步骤2、对s[n]进行扰码，加扰使用的伪码为ScrPNCode，ScrPNCode周期与s[n]的长度相等，以使得对s[n]加扰后直接对其前一段伪码和后一段伪码进行相关不会起到解扩的效果；步骤3、接收端按照固定的时间间隔对接收信号进行采样，仍保证至少一个扩频码片采样两次以上；将当前采样的数据压入存储队列中RAM；RAM满足：RAM＝[RAM1RAM2]步骤4、对RAM中的数据使用伪码ScrPNCode进行解扰；步骤5、将解扰后RAM1中的序列与RAM2中的序列共轭相乘，得到相关序列：*R[n]＝RAM1[n]*RAM2[n]；步骤6、对R[n]进行相干积分，取模值得到最终的相关值COR＝|∑R[n]|；步骤7、将COR与设定的门限值Threshold进行比较，如果COR＞Threshold，则说明捕获到了信号，并且获得了接收信号的起始位置，完成信号的粗捕获；进行后续频偏估计过程。2CN109150234A说明书1/3页一种基于直接差分相干积累的直扩信号传输方法技术领域[0001]本发明属于扩频信号接受处理技术领域，涉及一种能够在较大多普勒频偏下完成直接序列扩频信号同步的粗捕获方法。具体为一种基于差分共轭相乘以及相干积分的直扩信号同步方法。背景技术[0002]直接序列扩频技术(简称“直扩”)是数字通信的核心领域之一，直接序列扩频技术最初作为抵抗干扰以及截获威胁的手段而运用于军事通信网络，但如今随着4G/5G为代表的移动通信系统、认知无线电、传感网与物联网等民用通信系统和网络的快速发展，现已广泛运用于商用系统,并已成为若干无线、移动通信标准的一部分。直接序列扩频信号通常具有极强的隐蔽性，并能在极低信噪比下传输并在接收端实现无差错恢复。但是，直接序列扩频信号的同步对多普勒频偏十分敏感，用于扩频的伪随机序列越长，解扩后越容易因为多普勒频偏引起的数据位跳变而同步失败。在申请号为CN201710307117.8的发明专利“一种直接序列扩频信号快速捕获方法”中，提出了一种存在频偏下直扩信号的同步技术。该技术首先对接收信号补零进行FFT，其次将接收信号的FFT序列循环移位并与本地参考序列的FFT进行共轭相乘，并对共轭相乘的FFT序列做IFFT以及非相干积累，最后取最大值作为粗捕获的判决值，当判决值超过门限后，进行FFT寻找频偏频点。此算法能够在较低信噪比、一定频偏下对直扩信号进行捕获。但其计算量与频率搜索范围成正比，想获得更大的频率搜索范围，必须增加FFT的点数以及次数。因此，在大频偏下搜索直扩信号需要付出较大的计算量。因此，在针对高速移动的无线通信时，随着相对移动速度的加大，多普勒频偏将会越来越大，为实现直扩信号同步而付出的代价将越来越大。发明内容[0003]本发明针对大频偏下直扩信号解扩后出现数据位跳变的问题，提出了一种基于直接差分相干积累的直扩信号传输方法，用以完成大频偏下直扩信号的同步粗捕获。[0004]本