[发明专利]一种极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法

权利要求书

1.一种极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法，在扩频通信系统中，基于导频和数据符号两次联合检测进行定时同步，实现在极低信噪比下突发扩频信号的快速检测和定时捕获；包括如下步骤：

S1.对所有导频符号进行时域相关运算，利用相干累加实现装置，通过相干累加得到第一级定时同步检测统计量；

设置第一门限，根据第一级定时同步检测统计量进行首次判决以降低漏检概率；通过首次筛选获得帧定时同步和扩频码序列同步的多个备选观测点；

当检测量低于第一门限时判定为失步，忽略该观测点；高于第一门限时，进入步骤S2，等待第二次检测判决；

S2.对步骤S1获得的各个帧定时同步和扩频码序列同步的备选观测点的所有数据符号进行非相干累加，得到多个第二级定时同步检测统计量；再根据第二级定时同步检测统计量进行第二次检测判决；

设置第二门限为高门限进行判决以降低虚警概率；当第二级定时同步检测统计量低于第二门限时，判断为虚警，忽略该观测点；高于第二门限时，暂存第二级定时同步检测统计量；

S3.将通过第二次检测判决暂存的多个检测量进行择大判决，将检测统计值最大观测点对应的时刻作为定时同步时刻输出；

通过以上步骤，获得突发扩频信号定时同步，由此达到在极低信噪比且满足一定虚警概率的前提下，以很高的概率一次成功捕获的目的，同时实现帧定时同步和扩频码序列同步。

2.如权利要求1所述的极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法，其特征是，第二次检测判决的方法具体为：

若第一次检测仅有一个检测统计量超过第一门限，则只需一个检测电路便可实现第二次检测判决；否则，设定多个第二次检测电路，将多个通过第一次检测的观测点进行筛选，并保留其中较大的值。

3.如权利要求1所述的极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法，其特征是，相干累加计算具体通过式1表示同步检测统计量：

其中，N表示累加所需码片数；r为频偏相对码片速率归一化的值,r＝ΔfT_c，Δf为频偏，T_c是码片间隔；E_c是单个码片的能量；SinA(Nπr)＝sin(Nπr)/Nsin(πr)反映由频偏引起的同步检测统计量损失；其中i表示对N个码片累加所得检测量的索引；φ表示载波相位，τ信道传输延迟；R(τ)为本地PN码与接收信号PN码未对齐所引起的损失。

4.如权利要求3所述的极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法，其特征是，所述第一门限和第二门限具体按式1表示的检测量的PDF曲线，根据虚警概率与漏检概率进行设置。

5.如权利要求1所述的极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法，其特征是，当收发端载波频偏较大时，易使同步检测量产生较大衰减；通过引入DFT/FFT频偏补偿措施弥补在低信噪比条件下由于频偏导致的衰减。

6.如权利要求5所述的极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法，其特征是，步骤S1所述时域相关运算具体通过引入经典的DFT/FFT频偏补偿措施，从而改进为对导频部分同时进行时频两维相关运算，进而得到检测统计量的方法；采用改进方法得到的第一级定时同步检测量数量增加为原来的M倍；其中M为进行DFT频偏补偿时导频码片分组的数目。

7.如权利要求6所述的极低信噪比突发扩频信号定时同步的方法，其特征是，所述收发端载波频偏较大，具体根据下式表示的频偏与检测统计量衰减的关系：

其中，R(r)为衰减；Δf表示频偏，R_c表示码片速率；N表示累加所需码片数。