[发明专利]一种直扩信号时频二维内插精估方法

说明书

本发明公开了一种直扩信号时频二维内插精估装置，包括接收机天线、射频前端、存储器模块、并行频率搜索模块、FFT模块、伪码相关模块、非相干积累模块、峰值检测模块、相关积累存储模块以及三角包络拟合模块；射频前端包括下变频单元以及AD采样单元；伪码相关模块包括预存的本地伪码快速傅立叶变换、乘法单元以及逆快速傅立叶变换单元；并行频率搜索模块包含L个频率通道。本发明建立在传统码域并行搜索捕获结构的基础上，实现简单，无需加入额外的复杂结构，保证了捕获速度，在捕获时间受限的情况下能够快速、准确地完成时频二维精估。

技术领域

本发明属于直接序列扩频通信以及伪码相位及多普勒频率精估技术领域，涉及一种基于三角包络拟合的直扩信号时频二维内插精估方法。

背景技术

直接扩频序列(Direct Sequences Spread Spectrum，DSSS)作为一种隐蔽性好、具有一定抗干扰、抗截获能力的信号处理方式，已被广泛应用于卫星通信、深空通信等环境较为恶劣的场景。其信号处理过程通常包括捕获、跟踪、位同步等步骤，其中，捕获过程作为对DSSS信号的第一步处理，其估计效果将直接影响后续跟踪和位同步是否能准确、稳定地工作，因此，捕获过程在DSSS信号处理过程中尤为重要。

DSSS信号的捕获过程需要进行时频二维估计，通过在较大范围内按照一定搜索步进进行搜索，实现载波多普勒频率及伪码相位的粗略估计，为了便于后续跟踪环路的快速、稳定锁定，通常捕获过程的估计精度越高越好。捕获过程中通常面临的主要问题分为两类：第一，由于发射信号的能量有限，且传输距离较远，接收信号的信噪比极低，导致捕获过程的搜索极为困难，捕获之后的估计精度无法满足后续跟踪的入锁要求；第二，由于捕获过程要求捕获时间极短，而较大相对运动带来的高动态将导致捕获搜索范围变大，若要在规定时间内完成搜索，只能降低捕获的估计精度。综上所述，DSSS信号的捕获过程亟需解决的问题为时频二维估计精度与高动态、低信噪比之间的矛盾。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：针对信噪比、高动态下传统捕获方法中存在载波多普勒频率和伪码相位估计精度不足的缺陷，提出一种直扩信号时频二维内插精估方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种直扩信号时频二维内插精估装置；本装置包括接收机天线、射频前端、存储器模块、并行频率搜索模块、FFT模块、伪码相关模块、非相干积累模块、峰值检测模块、相关积累存储模块以及三角包络拟合模块；

其中，射频前端包括下变频单元以及AD采样单元；

伪码相关模块包括预存的本地伪码快速傅立叶变换、乘法单元以及逆快速傅立叶变换单元；

并行频率搜索模块包含L个频率通道；

本装置的各模块连接关系如下：

接收机天线与射频前端相连，射频前端与并行频率搜索模块相连，并行频率搜索模块与FFT模块相连，FFT模块和存储器模块均与伪码相关模块相连，伪码相关模块与非相干积累模块相连，非相干积累模块与峰值检测模块相连，峰值检测模块与相关积累存储模块相连，相关积累存储模块与三角包络拟合模块相连；

本装置的各模块功能如下：

接收机天线用于接收信号；

射频前端用于对接收信号进行下变频和采样；

存储器模块用于存储经过FFT变换后一个周期的本地伪码序列；

并行搜索模块用于按固定频率步进产生本地载波，再与接收信号相乘，以剥离多普勒频率，再将此剥离多普勒频率后的信号输出FFT模块；

FFT模块用于对并行搜索模块输出的每一组序列进行快速傅立叶变换，得到伪码相关模块的输入FFT序列；