[发明专利]基于FFT全相干累积时频域并行捕获方法

权利要求书

1.一种基于FFT全相干累积时频域并行捕获方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，中频模拟信号经过AD转换得到中频采样信号，对采样信号进行数 字正交下变频、低通滤波处理，获得基带信号I、Q。通过采样率变换，信号采样 速率为2倍扩频码速率。其中，R_b表示接收信号符号速率，L_c表示伪码码长， 同步头是全“1”序列。L表示一个符号周期内采样数据长度，满足L＝2L_c；V表 示相干累积符号数；令表示向上取整。

步骤二，捕获启动。时域圆周相关等价于频域共轭相乘，伪码相关模块的输 入包括接收信号和本地伪码。其中本地伪码由1个符号周期的伪码和1个符号周 期的全零序列组成，经过补零FFT和共轭操作后，其结果存储在本地缓存器中。 接收信号为2个符号周期的采样数据s(iT_s)，i＝0,1,…,2L-1，经过补零FFT后， 获得频域数字信号S(k)，k＝0,1,…,2L-1,2L,2L+1。依次循环移位得到S(k-u)， u＝-U,…U，分别与本地存储的伪码频域共轭值相乘，然后进行IFFT操作，最 后将输出结果的前L个数据存在三维矩阵[X]_L×V×U中的X(1:L,1,u)位置上。因此， 信号频域移位补偿后剩余多普勒频偏范围大小为1/(2LT_s)，即|Δf_d|≤1/(4LT_s)。 需要注意的是，为满足FFT运算2的幂次方要求，时域序列补零，导致范围略 小于1/(2LT_s)，但其影响很小可忽略。

步骤三，对新进入伪码相关模块的第v、v+1个符号数据重复步骤2操作， 结果存在X(1:L,v,1:U)。当矩阵存满V列后，步骤四启动。如果缓存空间即矩 阵被存满，相关结果重新存在矩阵第1列，依次类推，更新矩阵[X]_L×V×U。

步骤四，按行l、页u依次取矩阵X的V列数据X[l,v:(v+V),u]，补零做 M点FFT运算，得到矩阵[Y]_L×M×U。其中起始列v的初始值为0，后续操作逐渐 累积，最小累积步进为1，具体值应根据系统处理速度来设计。

步骤五，对矩阵[Y]_L×M×U进行最大值搜索，如果最大值过门限，则捕获成功， 进入跟踪状态。否则捕获失败，继续上述步骤。其中，过门限的最大值Y(l₀,m₀,u₀) 的坐标l₀表示接收信号的初始相位，坐标m₀和u₀共同表示接收信号的多普勒频偏。

2.根据权利要求1所述的基于FFT全相干累积时频域并行捕获方法，其特征在 于步骤一中通过采样率变换，信号采样率与扩频码速率的关系可根据具体情况设 置，以满足具体系统需求。

3.根据权利要求1所述的基于FFT全相干累积时频域并行捕获方法，其特征在 于步骤二和步骤三中本地伪码由1个符号周期的伪码和1个符号周期的全零序 列组成。

4.根据权利要求1所述的基于FFT全相干累积时频域并行捕获方法，其特征在 于步骤二和步骤三中采用2个符号周期与本地伪码进行相关，但只将相关结果的 前半部分进行缓存。

5.根据权利要求1所述的基于FFT全相干累积时频域并行捕获方法，其特征在 于步骤四中起始列v的初始值为0，后续操作逐渐累积，最小累积步进为1，具体 值应根据系统处理速度来设计。

6.根据权利要求1所述的基于FFT全相干累积时频域并行捕获方法，其特征在 于步骤四中补零后FFT点数M除了是2的幂次方，在低信噪比情况下须满足 M≥2V。