[发明专利]用于捕捉扩频信号的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及扩频通信系统，根据权利要求1的主题，特别涉及扩频信号捕捉方法。本发明还涉及扩频信号捕捉系统。

背景技术

在不同的所谓扩频系统中，目前最普遍的一种称为直接序列扩频(DSSS)。

例如，采用直接序列扩频技术DSSS能够提供由码分多址技术(CDMA)共享的宽带信道。

CDMA访问技术预示了多个发射机共享相同的信道，每个发射机采用不同的伪随机码，不同的码之间的互相关等于0。那么接收机必须选择合适的伪随机码并执行捕捉方法，该捕捉方法使接收机确定接收的信号的频率和码延迟。在一些应用中，例如在GNSS类型的应用(全球导航卫星系统)中，接收机事先不知道接收的信号是否发射自特定的发射机，从而该捕捉方法试图采用该接收机可用的不同伪随机码的可能的复本。

特别地，在GNSS接收机中，接收机的首要任务是搜索由卫星发射的信号。该过程称为捕捉方法。当发现信号时，跟踪该相同的信号以获得确定接收机的位置所需的信息。如果由于某些原因该信号丢失，则再次执行该捕捉方法，来搜索相同的卫星或另一卫星。该信号捕捉方法体现了在二维空间即时间(用于确定相位或码延迟)和频率(用于确定多普勒载波频移，即相对于载波额定频率的频率偏移，这是由于卫星沿着轨道以每秒几千米的速度运动，产生了显著的多普勒频移，这也是由发射机和接收机时钟频率未对准造成的)中的搜索。更确切地说，该二维空间搜索被限定于该空间中的不确定区域。该搜索空间在两个维度上被量化，且时间和频率被分割为有限数量的单元或“仓(bin)”。

在现有技术中，已知有几种GNSS信号捕捉方法，或更一般地，已知有各种扩频信号捕捉方法，用于在接收机中确定接收信号的码延迟和多普勒频移。

例如已知的捕捉方法，被称为“匹配滤波器”(或串行搜索)方法。在这类方法中，顺序地扫描多普勒频移的可能的“仓”和码延迟。这类方法如US 2003/0161543所述，其缺点是需要长时间扫描二维搜索空间。

还已知所谓的“并行搜索”捕捉方法，其包括并行分析二维搜索网格的维度。由于该网格是二维的，因此存在两类不同的并行搜索方法：

-并行码搜索(PCS)，其中同时测试所有码延迟仓；

-并行频率搜索(PFS)，其中同时测试所有频率偏移仓。

PCS和PFS方法在搜索网格的扫描时间方面确保了好的结果。但是PCS方法需要大存储器，而PFS方法的计算成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种捕捉方法，该方法的性能在搜索网格的扫描时间、计算成本和存储器需要之间进行了折中。

通过根据本发明权利要求1所述的捕捉方法，解决了上述缺点。

随后的权利要求中描述了本发明的其他实施例。

本发明的另一目的是提供一种根据权利要求13所述的捕捉系统。

附图说明

通过对本发明的优选的和非限制性示例的以下描述，本发明的进一步的特点和优点将更加明显，其中：

-图1显示了扩频信号捕捉方法的功能框图；

-图2显示了图1所示的捕捉方法的步骤之一的图解和示意图；

-图3a-3c，4a-4c和5a-5c显示了图1所示的捕捉方法中涉及到的信号的一些图示；以及

-图6显示了扩频信号捕捉系统的示例性功能框图。

在这些附图中，采用相同的附图标记标注相同或相似的元件。

具体实施方式

参考图1，100总体上表示直接序列扩频信号捕捉方法s(t)或DSSS信号捕捉方法。例如，信号s(t)是由GNSS系统的卫星提供的信号，且优选地为CDMA(码分多址)信号。根据另一实施例，信号s(t)是CMDA信号，是UMTS系统中提供的类型。

信号s(t)是由伪随机码信号或PRN码调制的信号，长度为Nc，并在载波频率上发射。例如，该码信号由Nc＝4092个码片组成，这些码片每Tc＝4ms重复发射(Tc表示所谓的码时(code epoch))，例如由GALILEO星群的卫星提供的E1-B和E1-C信号的情况。

捕捉方法100包括接收信号s(t)的步骤101。优选地，接收步骤101包括适当处理信号s(t)以将该信号解调并转换到基带(或接近基带)的步骤、针对基带信号的同相和积分分量的提取步骤、以及以频率fs进行的采样步骤，从而将该接收的信号变换为复(complex)数字采样流。上述步骤是本领域技术人员已知的，因此在此不再进一步详述。