[发明专利]一种基于差分相干累积的弱信号捕获方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于差分相干累积的弱信号捕获方法及装置。方法包括：获得目标弱信号；根据本地扩频码序列，对目标弱信号进行差分相干累积运算，获得第一功率序列；根据第一功率序列，估计噪声功率；根据所估计得到的噪声功率，对第一功率序列中的元素进行损耗补偿，获得第二功率序列；其中，第二功率序列中的元素为损耗补偿后的元素；最后，对第二功率序列进行判决处理，确定目标弱信号是否被捕获成功。通过本发明实施例提供的方案进行弱信号捕获，能够提升定位接收机对弱信号的捕获性能。

技术领域

本发明涉及信号捕获技术领域，特别是涉及一种基于差分相干累积的弱信号捕获方法及装置。

背景技术

目前，GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)为人们的户外活动提供了可靠的位置服务，但随着城市的发展，人们室内活动的占比越来越大，据统计“未来人们80％以上的活动时间都处于室内”，因此，研究可靠的室内定位系统具有很强的现实意义。TC-OFDM(Time&Code Division-Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，基于时分的CDMA-OFDM叠加信号体制)正是针对室内环境的精确定位而研制的，它采用CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)技术，将定位信号叠加在移动广播信号上，在不影响用户接收移动广播信号的前提下，为用户提供精确的位置服务；其中，定位信号为CDMA信号，移动广播信号为OFDM信号。

而在TC-OFDM信号传输过程中，障碍物遮挡和同频信号干扰等原因，将会导致TC-OFDM信号强度的衰减。并且，当信号的载噪比(Carrier to Noise Ratio，CNR)低于一定值时，传统的捕获算法将无法捕获到微弱信号，必须转入到弱信号捕获算法研究。

现有的弱信号捕获算法中，差分相干累积算法综合了相干累积算法和非相干累积算法。如图1所示，差分相干累积算法的原理在于，首先进行相干积分运算，具体地，将经定位接收机的射频前段混频滤波处理后的信号r(t)与相乘，进行频偏补偿，然后将补偿后的信号与本地扩频码序列c(t-t_chip)进行相关运算，进一步地，完成相干积分运算；然后将相干积分运算得到的复基带信号经过同一相干时间的延迟后，取其共轭，并与下一相干积分的输出对位相乘，对位相乘的结果即是一次差分相干积分的结果Z_k；再对长时间多次的差分相干结果进行累积求和，最后对累积求和后的结果Z进行取模，将得到累积后的功率序列发送至判决器进行判决。其中，图1中的t_chip表示本地扩频码的相位，N_s表示本地扩频码一个周期的采样点数，T_s表示本地扩频码的一个周期时间，M表示一次差分相干积分运算所用的扩频码周期数，K表示差分相干累积的次数。

而Z＝Z_S+Z_SN+Z_N，其中，为信号项，为信号噪声交叉项，为噪声项，为第K次相干积分(差分相干累积前)中包含的I路和Q路中的有用信号项，则表示的是I路和Q路中的噪声项。

可以看出，差分相干累积算法虽然不像非相干累加那样引入严重的平方损耗，但存在噪声与信号交叉项Z_SN和噪声乘积项Z_N，降低了信号的信噪比，导致定位接收机对弱信号的捕获性能差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于差分相干累积的弱信号捕获方法及装置，以提升定位接收机对弱信号的捕获性能。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于差分相干累积的弱信号捕获方法，所述方法包括：

获得目标弱信号；

根据本地扩频码序列，对所述目标弱信号进行差分相干累积运算，获得第一功率序列；

根据所述第一功率序列，估计噪声功率；