一种适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法.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CN106603450A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201611110897.9(22)申请日2016.12.02(71)申请人上海无线电设备研究所地址200090上海市杨浦区黎平路203号(72)发明人董国英费聚锋李名祺王召利(74)专利代理机构上海信好专利代理事务所(普通合伙)31249代理人潘朱慧(51)Int.Cl.H04L27/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法(57)摘要本发明公开了一种适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法，其包含以下步骤：S1、将500kHz的多普勒频偏划分成等间隔的16个搜索子区间，每个子区间独立进行频率搜索；对每个子区间分别设置不同的中心频率，使不同的子区间具有不同的频率偏置；采用FFT频谱分析法对16个搜索子区间进行频率搜索，计算出每个子区间FFT结果的最大值和对应的频率值；从16个子区间FFT结果的最大值中找出最大值；S2、将从16个子区间FFT结果的最大值中找出的最大值对应的频率值加上子区间频率偏置即为捕获到的多普勒频偏。其优点是：快速高精度实现了高动态宽范围信号的捕获，且资源消耗没有增加。CN106603450ACN106603450A权利要求书1/1页1.一种适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法，其特征在于，该方法基于通信体制是残留载波BPSK调制信号，通信速率为2kbps，多普勒频偏范围是±500kHz，最大多普勒频率变化率是30kHz/s，所述的高动态宽范围快速信号捕捉包含以下步骤：S1、将±500kHz的多普勒频偏划分成等间隔的16个搜索子区间，每个子区间独立进行频率搜索；对每个子区间分别设置不同的中心频率，使不同的子区间具有不同的频率偏置；采用FFT频谱分析法对16个搜索子区间进行频率搜索，计算出每个子区间FFT结果的最大值和对应的频率值；从16个子区间FFT结果的最大值中找出最大值；S2、将从16个子区间FFT结果的最大值中找出的最大值对应的频率值加上子区间频率偏置即为捕获到的多普勒频偏。2.如权利要求1所述的适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法，其特征在于，所述的步骤S1中：采用串行搜索法对16个搜索子区间进行搜索。3.如权利要求2所述的适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法，其特征在于，所述的步骤S1具体包含：S11、将基带信号进行下采样并采样2048个点存储到RAM中；S12、用高倍时钟连续读取RAM中数据16次，使数据变成连续的数据流，且每次读取都对DDS核的频率进行重置，以产生频率依次步进的载波流；S13、将产生的载波流和连续的数据流进行16次混频计算；S14、对16次混频结果进行16次FFT计算；S15、将FFT计算结果每2048个分为1组，共16组，在每组中计算出FFT结果的平均值和最大值，并计算出最大值点对应的频率值；S16、在组间找出最大值。4.如权利要求3所述的适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法，其特征在于，所述的步骤S16后还包含：S17、将找出的组间最大值和捕获门限值进行比较，如果大于门限值，则捕获成功，此最大值点对应的频率值加上组偏置则为最终的频率值，如果小于门限值，则捕获失败，返回步骤S11进行重新捕获。捕获门限值一般根据本组FFT计算结果的平均值乘以一个系数得到，系数的选择以满足要求的捕获漏检概率和虚警概率为标准。5.如权利要求2所述的适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法，其特征在于，所述的步骤S15具体包含：将FFT计算结果每2048个分为1组，共16组，在每组内对FFT结果计算模值，找出模值的最大值，并记录对应的位置。6.如权利要求1所述的适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法，其特征在于，所述的步骤S1中：不同的子区间具有不同的频率偏置freq_ctr(64kHz*n)，n表示子区间编号，每个子区间的多普勒频偏搜索范围为[freq_ctr-32kHz,freq_ctr+32kHz]。2CN106603450A说明书1/4页一种适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法技术领域[0001]本发明涉及深空通信领域中的信号捕获技术，具体涉及一种适于深空通信的高动态宽范围快速信号捕捉方法。背景技术[0002]深空通信中由于航天器在运行过程中具有很高的速度和加速度，且通信距离远路径损耗大，因而接收到的信号为具有较大多普勒频移和频率变化率的微弱信号。[0003]基于二维分区的深空频率捕获算法将多普勒频偏分为N个搜索区间，称为N个通道，每个通道NCO预置为该频率搜索区间的中心频率；每个通道分为M组，每组NCO分别预置为根据一定间隔产生的