[发明专利]一种扩频信号的码捕获方法

说明书

本发明提出一种扩频信号的码捕获方法，首先，对接收的扩频信号进行下变频处理，得到扩频信号r(t)；然后，利用多普勒频偏因子对扩频信号r(t)进行补偿；其次，对码相位、多普勒频偏进行捕获，并对补偿后的信号与本地PN码进行非相干积分；最后使用两个连续积分输出之和作为判决变量，与设定的门限进行比较，如果输出超过门限，则进入跟踪过程，否则与下一个码相位、多普勒频偏进行捕获。本发明利用双单元检测可提供更好、更稳健的检测性能。

技术领域

本发明属于扩频信号接收端的码捕获技术，具体为一种扩频信号的码捕获方法。

背景技术

扩频通信技术已成功应用于各种移动数字传输方案，如码分多址(CDMA)和无线局域网(WLANs)。扩频接收机端正确解扩解调的前提是捕获与跟踪，本发明侧重于信号的捕获，即伪码和多普勒频偏捕获。很多基于扩频的无线系统，例如全球定位系统GPS和CDMA2000，通常会导致发射机与接收机之前存在较大的多普勒频偏。多普勒频偏会导致相关峰衰减，而相关峰值在码同步的表示中起着至关重要的作用，从而导致基于相关的检测方案的捕获性能大幅降低。在多普勒频偏存在的情况下，最常见的方法是在多普勒频偏不确定区域上搜索所有可能的多普勒单元，顺序或并行搜索。但是，由于实际的多普勒频偏通常不是单元格间距的整数倍，因此在搜索过程完成之后，分数多普勒频偏(fractionalDoppler frequency offset，FDFO)仍然存在。A.J.Viterbi指出减少FDFO影响的一个可行方法是减少单元间距，这可能导致复杂性和获取时间的增加。目前没有较好的方法来消除FDFO对捕获性能的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种扩频信号的码捕获方法，在不显著增加硬件复杂度和捕获时间的情况下减轻分数多普勒频偏对捕获的影响。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种扩频信号的码捕获方法，包括以下步骤：

步骤1、对接收的扩频信号进行下变频处理，得到扩频信号r(t)；

步骤2、利用多普勒频偏因子对扩频信号r(t)进行补偿，其中n＝1,2,...,U，U为多普勒频偏不确定区域的总单元数；

步骤3、对码相位、多普勒频偏进行捕获，并对补偿后的信号与本地PN码进行非相干积分；

步骤4、使用两个连续积分输出之和作为判决变量，与设定的门限进行比较，如果输出超过门限，则进入跟踪过程，否则与下一个码相位、多普勒频偏进行捕获。

优选地，步骤1中下变频处理后的扩频信号r(t)为：

其中，P为接收信号的功率；f_D为多普勒频偏；是载波相位且为周期为L的PN码，其中c_i∈{-1,+1}为第i个码元，是定义为[0,T_c)单位矩形脉冲的PN码波形；τ为归一化码相位；d(t)为数据波形；w(t)为平均功率谱密度为零、单边功率谱密度为τ一种复杂的加性高斯白噪声过程。

优选地，步骤3中当本地伪码为时，非相干积分结果x_n为：

其中，n＝1,2,...,U，R_c(·)为一个PN码c(t)的部分非周期自相关函数，为均值为零、方差为的独立同分布复高斯随机变量。

优选地，当码相位捕获完成时，即不考虑噪声，非相干积分结果x_n为：

优选地，步骤3中非相干积分的长度为T＝1000T_c，其中T_c为PN码宽度。