一种直扩MSK信号的伪码-多普勒联合捕获方法.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CN105790788A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610274805.4(22)申请日2016.04.28(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)发明人朱唯唯王芮谢仁宏芮义斌郭山红李鹏张家庆陈倩(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人朱宝庆(51)Int.Cl.H04B1/7073(2011.01)H04B1/7075(2011.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种直扩MSK信号的伪码-多普勒联合捕获方法(57)摘要本发明提供一种直扩MSK信号的伪码-多普勒联合捕获方法，包括以下步骤：对直扩MSK信号通过中频匹配处理转换为近似直扩BPSK信号；对近似直扩BPSK信号的采样数据进行多普勒补偿；对多普勒补偿后的BPSK信号通过伪码并行捕获方法捕获码相位误差、多普勒通道和多普勒位移值，并根据多普勒通道和伪码位移值获得多普勒频偏。本发明可以实现高动态下直扩MSK信号捕获，同时完成伪码相位和多普勒频偏的联合估计，在较低信噪比下，不仅具有较小的多普勒频偏估计误差性能，而且具有很好的伪码相位捕获性能，从而保证接收信号在进入信号跟踪处理模块之前就已得到较好的粗同步。CN105790788ACN105790788A权利要求书1/2页1.一种直扩MSK信号的伪码-多普勒联合捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：对直扩MSK信号通过中频匹配处理转换为近似直扩BPSK信号；对近似直扩BPSK信号的采样数据进行多普勒补偿；对多普勒补偿后的BPSK信号通过伪码并行捕获方法捕获码相位误差、多普勒通道和多普勒位移值，并根据多普勒通道和多普勒位移值获得多普勒频偏。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直扩BPSK信号的产生方法具体为：采用滤波器h(t)接收直扩MSK信号，滤波器h(t)的冲激响应为接收后的信号依次经f1下变频、低通滤波、K倍抽取后得到直扩BPSK基带信号其中，滤波器h(t)与产生直扩MSK信号的转换滤波器g(t)相匹配，fc为载波频率，T为扩频码周期，τ为码相位误差，τ初始值为0，为初始相位，Rc为扩频码速率，fd为多普勒频偏，ni为高斯复白噪声，di为传输符号，ci为扩频码。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对近似直扩BPSK信号采样数据进行多普勒补偿的具体过程为：步骤2.1，对接收的M个数据符号中的每一数据符号里的每一周期为N的伪码序列以N为间隔进行抽取得到一N×M维矩阵A，其中样点序列为矩阵A为(i＝0,1,...,N-1；n＝0,1,...,M-1)，fd为多普勒频偏，Rc为扩频码速率，ci为扩频码；步骤2.2，对矩阵A的每行做M点FFT，得到N×M维矩阵，并忽略多普勒估计值误差得矩阵F步骤2.3，设置N×M维的相位补偿因子D，将矩阵F与补偿因子D相乘获得多普勒补偿后的矩阵B，其中2CN105790788A权利要求书2/2页4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述伪码并行捕获方法具体过程为：步骤3.1，将多普勒补偿后的信号做N点FFT变换；步骤3.2，将本地伪码N点FFT变换后做移位处理，移位范围即取值为[-nl,nr]，取值为负表示向左平移取值为正表示向右平移步骤3.3，将步骤3.1和步骤3.2的结果相乘再做N点IFFT变换，捕获得到其中，τ为码相位误差，k为多普勒通道，m为多普勒位移值；步骤3.4，根据多普勒通道和伪码位移值获得多普勒频偏估计值其中分别为多普勒通道和伪码位移值的估计值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置一判决门限，若伪码并行捕获中包络检测的峰值大于判决门限，则伪码相位捕获成功；否则，将BPSK信号的采样数据的第一段数据丢弃，其余段数据依次向前移动，并继续接收一扩频码周期的数据，对新的数据重新进行联合捕获处理，直至峰值大于判决门限为止。3CN105790788A说明书1/9页一种直扩MSK信号的伪码-多普勒联合捕获方法技术领域[0001]本发明涉及一种数字通信技术，特别是一种直扩MSK信号的伪码-多普勒联合捕获方法。背景技术[0002]目前，扩频系统多采用BPSK、QPSK调制方式，但这两种调制方式无法适用于存在严重非线性失真、多普勒频移与多径衰落的应用领域。直扩MSK通信系统同时具有扩频系统的低截获性、多用户随机选址能力、抗干扰性能强等优点和MSK信号的包络恒定、频谱利用率高、能量集中、旁瓣衰减快、带外辐射功率低、对非线性失真不敏感等优点，在战术数据链、民用航空地空数据链、导弹制导指令传输、卫星通信等领域得到了广泛应用。所以，直扩MSK信号在直扩BPSK/QPSK信号无法适用的领域仍然具有很好的应用前景