[发明专利]一种捕获扩频信号的判决函数计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及直接序列扩频体制的通信或测距系统，更具体地，涉及适用于以直接序列扩频信号作为测距信号的卫星导航系统的信号捕获方法。 

背景技术

直接序列扩频体制是采用伪随机扩频码实现频谱拓展的一种扩频体制，具有保密性高，抗干扰能力强等优点，在全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，简称GNSS)中得到了广泛应用。直接序列扩频信号的捕获是接收机工作的前提，捕获过程是接收机完成扩频码相位和多普勒频率二维搜索的过程。时频域结合的被动匹配滤波(Passive Match Filter，简称PMF)方法是一种常用的扩频信号捕获方法，这种方法可以对扩频码相位进行串行搜索而多普勒频率可以用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，简称FFT)技术进行并行搜索。PMF方法需要设计固定的预检测积分时间T_c，FFT分组长度M以及包络积累次数N，这些参数通常根据接收机的多普勒不确定范围和期望的捕获灵敏度来确定，当预检测积分时间T_c确定后，接收机的相关运算结构也相应确定，一般不具备可配置性。 

为提高接收机的捕获灵敏度，需要增加PMF方法的预检测积分时间，但预检测积分时间受限于搜索的多普勒不确定范围，多普勒不确定范围越大，允许的预检测积分时间越短。传统的PMF方法在参数选定之后，预检测积分时间即为固定值，即使多普勒不确定范围缩小后，也无法调整预检测积分时间，导致接收机的灵敏度不能动态调整。本发明的目的是在不修改PMF的相关运算结构的前提下，通过将PMF的相关运算结果的重新编排处理，等效实现预检测积分时间的调整，从而完成不同预检测积分时间的切换。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种捕获扩频信号的判决函数计算方法，不仅实现扩频码相位的串行搜索与多普勒频率的并行搜索，还可以通过选择不同的数据合并方式，灵活地实现不同预检测积分时间的信号捕获，从而适应不同的信号多普勒不确定范围，有利于实现高灵敏度的信号接收。 

本发明的技术方案提供一种捕获扩频信号的判决函数计算方法，其特征包括下述步骤： 

设可变预检测积分时间为T_c，FFT分组长度为M，包络积累次数为N，其中M可分解为两个正整数A和B的乘积，并且M为合数，分解方式不唯一，即A和B的取值不唯一。连续截取基带信号的同相支路(I支路)数据共M×N段，每段时间为T_c，同时连续截取基带信号的正 交支路(Q支路)数据共M×N段，每段时间为T_c，接收机产生待搜索扩频码相位的连续M×N段本地扩频码，每段时间为T_c，用于与I支路数据和Q支路数据进行相关运算。 

将第一段I支路数据与第一段本地扩频码进行相关运算得到第一个I支路相关值，将第二段I支路数据与第二段本地扩频码进行相关运算得到第二个I支路相关值，依次类推，将第M×N段的I支路数据与第M×N段的本地扩频码进行相关运算，得到第M×N个I支路相关值。可知，I支路相关运算结构共得到M×N个相关值。 

将第一段Q支路数据与第一段本地扩频码进行相关运算得到第一个Q支路相关值，将第二段Q支路数据与第二段本地扩频码进行相关运算得到第二个Q支路相关值，依次类推，将第M×N段的Q支路数据与第M×N段的本地扩频码进行相关运算，得到第M×N个Q支路相关值。可知，Q支路相关运算结构共得到M×N个相关值。 

将第k个I支路相关值和第k个Q支路相关值组合，形成第k个复相关值，其中I支路相关值是复相关值的实部，Q支路相关值是复相关值的虚部，共形成M×N个复相关值，其中k＝1，2，…，M×N。 

将第p，M+p，2M+p，……，M×N-M+p个复相关值进行FFT运算，p取值为1，2，……，M，共形成M组FFT运算结果：