[发明专利]基于自适应功率积累的扩频码相位捕获装置及其捕获方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种无线扩频通信的扩频码捕获技术，具体涉及一种应用于无线扩频通信的基于自适应功率积累的扩频码相位捕获装置及其捕获方法。

背景技术

扩频通信技术是指将待传输信息的频谱利用某个特定扩频函数展开后成为宽频带信号，送入信道中传输，再利用相应手段将其压缩并提取传输信息的通信手段。

扩频技术具有抗干扰性能好、信号不易被识别和捕获、抗多径衰落能力强、易于实现多址通信等优点，目前已被广泛应用于军事通信和第3代移动通信当中，是当代无线通信领域热门的技术之一。

扩频通信系统主要由扩频发射机和扩频接收机组成。在下文中，将扩频发射机简称为发射机，将扩频接收机简称为接收机。发射机首先将原始信息通过调制一个伪随机码来生成扩频信号，并通过射频前端发射出去。在扩频通信中，将该伪随机码称为扩频码。接收机则利用同样的扩频码对接收到的扩频信号进行解调，恢复出原始信息。

在接收机对接收到的扩频信号进行解调时，其前提条件是需要将接收到的扩频信号与由接收机产生的扩频码在相位上对准。然而，发射机发送的扩频信号经由无线信道后，将产生一个随机时延，即相位将不再确定。因此，接收机在对接收到的扩频信号进行解调之前，首先需要捕获该信号的扩频码相位，否则无法进行原始信息的恢复。因此，要保证扩频通信系统的稳定和高效通信，必须要先保证扩频码相位快速和正确地捕获。

扩频码相位的捕获主要是基于伪随机码的自相关特性进行。具体方法是：由接收机产生一系列具有不同相位的扩频码，分别对接收信号进行解调并输出一个信号。当该信号电平大于某一门限值时，即可判断此时的相位为接收机接收到的扩频信号的相位。但是由于噪声的存在，并不能保证100％的扩频码相位正确捕获，且易于产生虚警，从而使捕获时间无法保证，不利于扩频通信技术在突发通信等系统中的应用。

发明内容

本发明针对扩频通信系统的扩频码相位捕获中，因受噪声影响捕获不准以及捕获时间无法保证的问题，提出了一种基于自适应功率积累的扩频码相位捕获装置及其捕获方法。

一种基于自适应功率积累的扩频码相位捕获装置，包括：载波解调器、匹配滤波器、平方律检波器、门限比较器、串/并联转换电路、一组累加器、信道噪声估计器以及积累次数与门限选择器。所述的载波解调器对接收机接收到的信号进行载波解调，载波解调后的信号以扩频码的码片周期T_c为步长依次输入匹配滤波器中进行相干检测；所述的匹配滤波器以码片周期T_c为步长输出检测后的信号给平方律检波器；所述的平方律检波器对输入的信号进行平方律检波获得信号功率值，并将信号功率值分别输出给到串/并联转换电路和信道噪声估计器；所述的串/并联转换电路对输入的信号功率值进行转换，将一个符号周期内的不同码片周期的信号功率值依次输入到不同的累加器中；所述的信道噪声估计器利用信号功率值进行噪声功率估计获得噪声功率，并将噪声功率输入积累次数与门限选择器；所述的积累次数与门限选择器根据输入的噪声功率确定当前积累次数和当前门限值，并将当前积累次数输出给各累加器，将当前门限值输出给门限比较器；所述的门限比较器将收到的当前门限值设置为自身的门限值；各累加器在完成累积次数的信号功率值的累加后，依次将累加的信号功率值输入门限比较器中，与门限比较器的门限值作比较，若某个累加器累加的信号功率值高于该门限值，则门限比较器将该累加器的序号作为扩频码相位输出。

一种基于自适应功率积累的扩频码相位捕获方法，包括下面6个步骤：

步骤1：根据实际扩频通信系统对虚警和检测概率的要求，获得并存储在不同信噪比下所对应的积累次数和门限值。

步骤2：将用于功率积累的L个累加器都清零。

步骤3：接收机对接收到的一个符号周期内的信号进行下面处理，得到L个信号功率值；首先对接收到的信号进行载波解调，然后载波解调后的信号以扩频码的码片周期为步长依次通过匹配滤波器进行相干检测，匹配滤波器也以每个扩频码的码片周期为间隔输出处理后的信号，最后对匹配滤波器输出的信号进行平方律检波，得到L个信号功率值。所述的符号周期为扩频码的长度×扩频码的码片周期。

步骤4：将L个信号功率值做两方面的处理：

一方面，将L个信号功率值输入串/并联转换电路，串/并联转换电路将不同码片周期的信号功率值依次送入不同的累加器中进行累加操作；