[发明专利]类噪声Chirp扩频信号设计及快速捕获方法

摘要

本发明涉及一种类噪声Chirp信号基扩频信号的设计与快速捕获方法，属于无线通信技术领域。本发明通过利用类噪声Chirp信号(Chirp Noise Waveform,CNW)的时频耦合特性与抗多普勒频偏特性，仅需时域一维搜索就能同时完成伪码捕获和载波多普勒频偏估计。本发明在发射端利用正交调制，在I,Q两路分别将数据符号和CNW信号同时发送出去；在接收端利用两组匹配滤波器匹配CNW信号，同时估计出时延和多普勒频偏。对比现有技术，本发明方法能够有效增强通信传输的安全性、提高频率利用率、大幅度降低信号捕获时间，在获得较高传输效率的同时亦能满足通信实时性要求。

主权项

一种类噪声Chirp扩频信号设计及快速捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，发送端产生一个幅度服从瑞利分布，相位服从均匀分布的CNW信号s(t)：其中，rect(t/T)表示方波信号，T是符号长度，μ是CNW的调频率，a(t)是服从瑞利分布的伪随机幅度，是在[0,2π)内服从均匀分布的随机相位，k为相位尺度因子，决定了随机相位对于波形的影响程度，其中0≤k≤1；步骤2，将步骤1产生的信号s(t)作为参考信号str_refer(t)，并利用正交调制将数据符号str_data(t)和参考信号str_refer(t)生成中频发送信号str(t)：str(t)=ETTstr_data(t)·cos(2πfct)-ERTstr_refer(t)·sin(2πfct)]]>其中，ET，ER分别代表数据符号、参考信号的能量，fc代表载波频率；步骤3，接收端接收到步骤2产生的中频信号str(t)后，利用正交下变频得到复基带等效接收信号re(t)：re(t)=12ETTstr_data(t-τ)ej2πfdt+θ+12j·ERTstr_refer(t-τ)ej2πfdt+θ+12ne(t)]]>其中，fd表示多普勒频偏，τ是信号发送与接收的时延，θ是由时延引起的相位差，ne(t)是均值为0，方差为σ2的加性高斯白噪声；步骤4，将步骤3得到的复基带等效接收信号re(t)分别通过两路复匹配滤波器得到上支路匹配滤波器输出mu(t)和下支路匹配滤波器输出md(t)：其中，hu(t)是上支路匹配滤波器冲激响应，hd(t)是下支路匹配滤波器冲激响应；步骤5，设定单次虚警概率Pfa，再利用恒虚警检测的方法，确定单次捕获概率Pd和峰值判决门限T，将mu(t)和md(t)分别与门限T进行比较，找到mu(t)与md(t)的峰值位置分别是tu和td，然后根据下式计算出符号起始时刻的估计值以及多普勒频偏的估计值