[发明专利]低信噪比载波快速捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低信噪比大频偏载波快速捕获方法，主要应用于标准USB测控体制下的载波快速捕获，解决了在信噪比较低的大频偏情况下载波快速捕获的问题。

背景技术

统一S频段(USB)测控体制是一种成熟的测控体制，它可以同时完成角跟踪、测速、测距、遥测、遥控和语音通信功能。随着数字化通信系统的不断发展，数字化载波捕获技术成为其中的一项常用技术。对于解调过程中频率偏移量的估计和矫正，已有较成熟的算法，如锁相环(PLL)法，自动频率控制(AFC)法和频率估计等方法。由于中频信号中含有多普勒频移，PLL、AFC或一些适用于中高速频率估计法已经不能完成在低信噪下频偏值快速捕获的任务，并且也无法适应捕获范围较宽的条件，这就需要开辟新的方法来解决这个问题。统一USB测控信号的频谱上，残余载波的幅度在调制度不是很大时是最大的，因此可以利用这种特性来提取载波的频率值；同时测控信号的频谱在频域上是对称分布的，也可以根据这个对称的结构来估计出中心频率，既载波的频率值，但这种方法通常速度较慢，数据的存储量较大，需要占用大的硬件资源。文章“USB应答机载波快速捕获的方法研究”，张春龙等，2003全国仿真技术学术会议论文集，根据频率对称的特性，以FFT—DFT结合的方法来判定载波的频率，这种方法的分辨率低，捕获范围窄，不能同时满足宽捕获范围和快速捕获的特性。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种低信噪比载波快速捕获方法，该方法在满足通用测控信号调制度特性的基础上，具有兼顾低信噪比、宽捕获范围、快速捕获的特点。

本发明的技术解决方案是：低信噪比载波快速捕获方法，包括下列步骤：

(1)输入信号与第一NCO(数控振荡器)产生的coS支路数据相乘，其中第一NCO的本振频率为f_NCO1，输入信号的频率值为f₀+Δf，f₀为输入信号的中心频率，Δf为输入信号的频偏值；

(2)将步骤(1)相乘的结果进行半带滤波处理，滤除高频分量；

(3)将步骤(2)的结果送入第一累加降采样模块进行降采样处理，处理后的数据通过FIFO_IN模块暂存入外部SDRAM中，SDRAM中存储数据点数大于N_FFT×L，其中L=fs1fs2]]>为第一累加降采样点数，f_s1为第一累加降采样数据后频率，f_s2为为第一累加降采样后频率，第一累加降采样处理后的数据速率f_s1与最大捕获带宽f之间应满足：f_s1>2×f，[f₁，f₂]为捕获范围，f₁为负方向最小频率值，f₂为正方向最大捕获带宽，f＝f₂-f₁；

(4)通过FIFO_OUT将外部SDRAM中的数据读入，并与第二NCO产生的sin和cos两个支路的数据相乘，第二NCO的本振频率f_NCO2可变，第二NCO的本振频率f_NCO2的初值为0；

(5)将步骤(4)结果分别经过LPF(低通滤波器)，滤除高频分量，然后进入第二累加降采样模块进行第二次降采样处理，第二次降采样的目的是提高信噪比，第二次降采样后的数据速率f_s2与第二NCO的本地载波频率N_CO2的步进值Δ之间的关系应满足：f_s2＝2×Δ；