[发明专利]基于信息优化的迭代伪码捕获装置及捕获方法

权利要求书

1.一种基于信息优化的迭代伪码捕获装置，其特征是：其构成主要包括：A/D采样模块、载波解调模块、最大似然定时估计模块、多采样算术均值合成模块、迭代消息传递模块和捕获判决模块，A/D采样模块采集的采样信号经过载波解调模块解调后被送入最大似然定时估计模块，最大似然定时估计模块对码片定时误差进行定时估计、并根据定时估计结果形成对多采样算术均值合成模块的开启控制信号，当多采样算术均值合成模块收到开启控制信号后开始工作，形成M个码片观测量，构成一个观测模块数据，模块数据准备好后，被送入迭代消息传递模块，迭代消息传递模块执行迭代消息传递运算、产生伪码序列的状态向量送入捕获判决模块，捕获判决模块根据状态向量恢复本地序列，与接收信号进行相关运算，判决捕获是否成功。

2.根据权利要求1所述的基于信息优化的迭代伪码捕获装置，其特征是：所述的最大似然定时估计模块的构成为：四个并行支路、一个最大值判决器和一个采样启动脉冲合成结构，其中每个支路中还含有积分起始时刻可调的积分器、平方单元和累加器；信号进入最大似然定时估计模块后，分为四个支路，每个支路中的积分器按照自己定义的积分区间分别形成不同的积分结果，对积分结果执行平方运算后送给累加器，当四个累加器都达到一定的累加次数后，结果送给最大值判决器形成一次最大值判决，得到对参数的第一次估计，做出第一次估计后，各支路的积分器根据估计结果调整一次积分区间，开始新一轮的运算，直到产生新的估计值。

3.根据权利要求2所述的基于信息优化的迭代伪码捕获装置，其特征是：所述及的捕获判决模块中包括一种m序列发生装置，该序列发生装置由两个互为镜像的m序列发生器，存储器和序列合成器组成；状态向量对两个互为镜像的m序列发生器初始化，然后m序列发生器分别按照两个方向产生m序列，两个方向m序列产生的长度由状态向量在序列中的位置决定，最后合成器按照一定的规则合成固定长度的m序列。

4.一种基于权利要求1的基于信息优化的迭代伪码捕获装置的捕获方法，其特征是：

步骤一：获取迭代初始信息

(1)获取优化的初始信息，

首先，对接收到的直接序列扩频信号进行采样，采样频率为扩频码速率的N倍，每采样N个点以后求其算术均值，形成观测量z′_k，根据观测量形成优化后的迭代初始信息：0≤k≤M-1；其中E_c为码片能量，σ²为噪声方差，M是待处理序列的长度，称其为一个数据模块；

(2)用最大似然估计法消除码片定时误差的影响，

首先接收信号，其连续形式为：r(t)＝r_s(t，τ)+n(t)，式中：r_s(t，τ)为有用信号，可表示为：其中x_k＝0或1，为第k个码片的值，E_c为码片能量，p(t-(k-1)T-τ)表示基本的脉冲波形，此处为矩形，τ表示波延迟，取值范围为0～T，T表示码片宽度；n(t)为噪声，设其功率谱密度为N₀；K表示最大似然定时估计模块的数据记忆长度；

其次，经过线性简化后，最大似然定时估计模块计算接收信号的平均对数似然函数：其中经过简化后的chk(τ)=EcN0∫(k-1)T-τkT-τr(t)dt;]]>

最后，在τ的取值范围0～T内求使Λ_L(τ)取最大值的τ，该值便是对定时误差的估计值，利用它可以消除码片定时误差对初始信息的影响；

步骤二：传递迭代消息

(1)取迭代初始信息Δsi_k，并对变量更新值Δη_j，i与校验更新值Δu_i，j赋初值，即执行Δu_i，j←Δsi_i，Δη_j，i←0；

(2)消息更新

I、对校验节点执行校验消息更新：其中Δμ_n，j在第1次迭代中由初始化决定，在第k次(k≥2)迭代中由第k-1次迭代形成的Δη_n，i以及Δsi_i决定；

II、对所有的变量节点执行变量消息更新：其中Δη_n，i在第1次迭代中由初始化决定，在第k次(k≥2)迭代中由第k-1次迭代形成的Δμ_n，j决定；

(3)、形成软信息的度量

对所有的校验节点，执行完一次消息更新后就完成了一次迭代，形成软信息的度量：

(4)、统计与判决

根据Δso_i的符号对码片作出判决，即：

xi=1,Δsoi<00,Δsoi>00≤i≤M-1]]>

根据判决结果即可恢复出m序列的当前估值，将当前估值划分成每r个码片为一组的互不重合的状态估计向量，其中r为码片级数，将这些向量存入存储器中，重新执行(2)、(3)、(4)步的消息传递过程，当达到迭代终止条件后，根据向量存储器中的存储结果，统计历次迭代中出现次数最多的状态向量，及其在序列中出现的相对位置；

步骤三：迭代捕获判决

根据步骤二中形成的状态向量及其在序列中出现的相对位置，恢复出当前时刻的m序列，当恢复出m序列后，将恢复出的m序列与当前观测信息进行相关运算，并将产生的相关结果与设定的判决门限进行比较，如果超过门限则判为捕获成功，如果低于判决门限则判为未捕获；

如果捕获成功则伪码捕获终止，如果捕获不成功则需继续进行迭代捕获，即返回到步骤一，进行符号定时估计，重新获取迭代初始信息，执行新的迭代消息传递，并进行新的迭代捕获判决。