[发明专利]用于DS/FH信号的接收的方法和装置

说明书

一种用于经频率跳变的直接序列扩频信号的接收的方法包括通过将所接收的信号分到多个处理子信道中而采集该信号，每一个处理子信道对应于一个或多个跳变频率；以及在每一个子信道内：i）从所接收的信号减去任何子载波频率；ii）使用码片匹配滤波器对来自（i）的信号进行滤波；iii）从经滤波的信号选择样本的子集；iv）使来自步骤（iii）的经采样的信号与已知的参考信号相关以产生至少一个相关器输出。将来自每一个子信道的（多个）输出提供到对应的一个或多个公共离散时间傅里叶变换（DTFT）的输入，并且选择来自此的具有在预定阈值以上的峰值的输出以用于在接收机中进一步处理。一旦被采集，该方法就提供一种跟踪该信号的计算上较不昂贵的方式。该方法和实现该方法的系统可以用于对经调制的信号适当地解调，并且在卫星导航接收机中具有特定应用。

本发明涉及接收机，特别是用于接收经复调制的信号的那些接收机，所述信号诸如是频率跳变信号，以及使用扩频码在频率上扩展的信号。

在现代信号中常见的是使用扩频技术，其包括频率分集技术，诸如频率跳变和扩频码，以实现频谱使用方面的效率。例如，前者用在GSM中，并且后者用在CDMA移动电话传输协议和GNSS系统中。

利用两种技术，存在使接收机在感兴趣的信号的初始接收时首先采集（acquire）该信号（即，建立扩频码或跳变频率内的当前暂时位置）的要求。在采集之后，然后必须对该信号进行跟踪，以检索通过该信号广播的消息或者测量该信号中的定时（timing）变化。

相当可能的是同时使用两种技术。例如，在J. Sun等人（eds），中国卫星导航学术年会（CSNC）2014，第37页，论文集，第II卷，Lecture Notes in Electrical Engineering304，Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014中出版的由Z. Zhou、J. Wei、Z. Tang、T.Yan和X Xia创作的论文“CBFH：Coherent Binary Frequency-Hopping Multiplexing forBeiDou B2 Signal”中已经描述了在将来的GNSS信号中除扩频码之外还使用频率跳变的可能性。然而，接收机复杂性和所需的处理努力也增加。接收机将具有已知的所传输的扩频码的它自己的副本，并且还将知道频率跳变图案（pattern）。然而，如以上所述，在已经执行采集之前，其将不知道所接收的信号处于该跳变序列或者该码中的哪里。在一些应用中，还将存在使接收进一步复杂化的其它问题。由接收机或者发射机的相对运动引起的所接收的信号中的多普勒频率改变是一个这样的问题。由接收机本机振荡器（LO）中的缺陷引起的“类多普勒”频率误差是另一个。采集过程因此包括跨越时间并且在一些应用频率上（由于多普勒变化）针对所想要的信号的搜索。这通常使用某个种类的相关过程来完成，其中使所接收的信号与已知信号（“参考信号”）的本地副本相关。

在无线电传输系统中，发射机生成承载信息的信号并且然后将它调制到具有载波频率f_CARR的“载波”上。无线电接收机的前几级然后从所接收的信号减去（subtract）该载波频率。一般技术人员将领会到，可以通过对“基带”信号（即，在其被频移至载波频率之前的发射机中的信号，以及在已经再次减去载波频率之后的接收机中的信号）进行分析来执行对这样的无线电系统的分析。无线电传输过程的效果然后被建模为（在最简单的情况下）未知的传播延迟、振幅改变和相位偏移，以及噪声的添加。这是下文跟随的方法。

将在数字域中描述相关的过程，其中将所有信号表示为样本值的流。假设发射机已经在持续时间中传输了L个样本的已知参考信号，

　　　　　　　　　　　　　　　（1）

该信号因传输过程而延迟，并且因未知的振幅改变和相位偏移而修改，并且还向它添加了噪声。通过以下给出接收机处的所得输入信号

　　　　　　　（2）