[发明专利]一种适用于直接扩频信号的通用捕获方法

说明书

技术领域

本发明设计了一种适用于高动态场景的、调制有非相干数据的直接扩频信号通用捕获方法，它与航天测控、扩频信号处理研究方向相关，属于与航空航天相关的扩频通信技术领域。 

背景技术

航空航天是一项高科技项目，能在一定程度上反应一个国家的综合科技实力。进行航空航天探索，需要吸收当代各种经典和先进的技术。扩频通信依靠本身特有的技术优势，已广泛应用于各类航天系统中。随着我国航天事业的不断发展，我国航天器的研制任务不断增加，研制周期不断缩短。然而不同类型的航天器采用的扩频参数各不相同，应用于不同的航天器及其测试设备时扩频部分均需要单独研发，这导致航天器研制周期增长，这将给未来航天器研制周期不断缩短带来困难。为了解决这一问题，研制通用的扩频系统就具有重要意义。 

扩频通信，即扩展频谱通信，定义如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的扩频码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。扩频通信的理论基础是Shannon公式。直接序列扩频就是用扩频码序列在发送端直接去扩展信号频谱，在接收机直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解扩，还原出原始信息。扩频通信有很多优点，如抗干扰性能强、隐蔽性好、可以实现码分多址、能精确的定时和测距等等，因此广泛应用于航天、航空、移动通信等各个领域。 

对直接扩频信号进行解扩需要两个步骤：捕获和跟踪。捕获的作用是完成粗同步，得到粗略的多普勒和码相位估计值；跟踪的作用是利用捕获得到的粗同步结果初始化跟踪环路，完成精细同步，进而还原出信息。捕获作为扩频信号接收处理的首要环节担当着重要的角色。研制通用扩频系统的一个重要任务就是研究一种通用的扩频信号捕获方法。 

基于快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）的码相位并行捕获方法已广泛应用于扩频信号捕获中，它的理论基础是两个序列x(n)与y(n)在时域内做相关运算相当于它们的离散傅里叶变换X(k)与Y(k)（确切的讲是Y(k)的共轭）在频域内做乘积运算。长为N点的两个周期性序列x(n)与y(n)的相关值z(n)为 

z(n)=1NΣm=0N-1x(m)y(m-n)]]>

对相关值z(n)进行离散傅里叶变换，得z(n)的离散傅里叶变换Z(k)如下： 

Z(k)=Σn=0N-1z(n)e-2πjkn/N]]>