[发明专利]一种扩频信号多周期捕获快速解调方法及解扩接收机

说明书

本发明公开了一种扩频信号多周期捕获快速解调方法及解扩接收机，本发明设计了多周期捕获过程，并针对多周期捕获设计波形引导头，在捕获时将两个直扩周期或者多个直扩周期拼接在一起，组成更长的扩频序列，对这个长的周期序列进行捕获解调。从而提高了捕获的灵敏度，使之达到捕获灵敏度与跟踪灵敏度一致的目的。另外，捕获模块改变了捕获结构，并行处理捕获数据，减少了捕获时间。在跟踪部分，本方法利用I/Q两路的正交性，将解扩后I/Q两路相关值所携带的频差化为点积和差积的相位偏移，从而解调出数据信号。这种方式保留了直扩增益的同时，保证了解调的抗频偏能力。

技术领域

本发明属于通信系统技术领域，尤其涉及一种扩频信号多周期捕获快速解调方法及解扩接收机。

背景技术

扩频通信的全称是扩展频谱通信，是一种利用比原始信号(信源产生的信号)本身频带宽得多的射频信号进行通信的信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列(特有的伪随机扩频码序列)来完成的，用编码及调制的方法来实现，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。扩频通信早在第二次世界大战期间就已提出，其发展也基本上是在军事领域随着电子对抗发展起来的，它与光纤通信、卫星通信一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。

扩频系统能带来30分贝以上的信噪比改善，使干扰的影响减少了1000倍以上，扩频通信越来越多地应用在各种通信领域，如星基导航技术领域、手机通信领域、图像信息隐藏等众多领域。扩频信号捕获是扩频通信系统数字信号处理的基础，捕获到的频率、扩频码相位作为信号实时跟踪的输入条件。扩频信号捕获的速度及灵敏度直接影响到扩频接收机的信号处理性能。对于扩频信号的捕获，需要对信号进行频率及码相位的二维搜索同步。

目前常规相干解调BPSK+DS(二进制相移键控+直接序列扩频)的信号，一般采用捕获和跟踪两部分进行信号处理，捕获模块实现直扩信号相位和载波相位的初步确定，并将得到的扩频信号相位参数传递给后面的跟踪模块。跟踪模块根据得到的初步扩频相位信息和载波相位信息，产生与接收到的中频信号一致的载波和扩频序列，用于剥离载波和解扩处理。这种方式在解调时，由于捕获模块需要对扩频相位和载波相位逐个扫描，所以捕获时间较长。另外，相对于跟踪模块，捕获灵敏度较差。形成了信号解调的瓶颈。跟踪部分，由于跟踪环路带宽的限制，跟踪环路对于抗频偏较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种扩频信号多周期捕获快速解调方法及解扩接收机，本发明对直扩信号进行多周期捕获、差积点积解调等处理，改变了传统的捕获、跟踪模块，简化了传统解调方式，改善了灵敏度、解调时间和抗频偏能力。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

(一)一种扩频信号多周期捕获快速解调方法，包括以下步骤：

步骤1，天线接收信源信号；信源信号经过预处理，得到基带信号；

其中，所述信源信号的数据结构为引导头、帧同步头和数据三部分，引导头内部有一部分设成定值，数据没有翻转；

步骤2，对基带I/Q两路信号进行多周期捕获，获得扩频码初相位；

步骤3，依据扩频码初相位，调整本地扩频码发生器，使其产生对应的本地扩频码，使用该本地扩频码对基带I/Q两路信号进行积分运算，剥离扩频码得到相关积分值I_E、I_P、I_L、Q_E、Q_P、Q_L，即为解扩结果；

其中，I_E为解扩后的超前I路信号、I_P解扩后的即时I路信号、I_L解扩后的滞后I路信号；Q_E解扩后的超前Q路信号、Q_P解扩后的即时Q路信号、Q_L解扩后的滞后Q路信号；