[发明专利]一种基于KT-LVT的抗符号跳变直接扩频信号动态聚焦方法有效

专利信息
申请号: 201710397755.3 申请日: 2017-05-31
公开(公告)号: CN107231169B 公开(公告)日: 2019-04-02
发明(设计)人: 申宇瑶;汪文韬;王永庆;吴嗣亮;于秀丽;马淑芬;陈岩 申请(专利权)人: 北京理工大学
主分类号: H04B1/7075 分类号: H04B1/7075
代理公司: 北京理工大学专利中心 11120 代理人: 李微微;仇蕾安
地址: 100081 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明公开了一种基于KT‑LVT的抗符号跳变直接扩频信号动态聚焦方法,本发明采用基于延迟相关抗符号跳变的KT‑LVT动态聚焦方法,在消除伪码相位距离徙动和多普勒频率徙动的同时,消除了符号跳变的影响,实现了低信噪比、高动态场景下直扩信号动态聚焦。与非搜索类动态聚焦方法相比,本方法中非线性运算造成的信噪比损失小,处理增益高,具有良好的抗噪声性能,更加适用于弱信号的捕获;同时,由于本方法不需要实时遍历补偿本地伪码速率和多普勒频率,也无需对符号跳变沿进行搜索,所以相对于非迭代非搜索类动态聚焦方法本方法运算量低、存储量小、实时性高。
搜索关键词: 跳变 动态聚焦 信号动态 多普勒频率 搜索 直接扩频 聚焦 伪码 非线性运算 抗噪声性能 处理增益 低信噪比 相位距离 存储量 非迭代 高动态 实时性 速率和 跳变沿 信噪比 运算量 遍历 与非 捕获 延迟 场景
【主权项】:
1.一种基于KT‑LVT的抗符号跳变直接扩频信号动态聚焦方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤(0)、将接收端的复基带信号表示为sr(Ts,Tk),本地伪码序列表示为sl(Ts,Tk);Ts=sTc为段内延迟时间,Tk=kTc为段间延迟时间,Tc为部分相关时间,s=0,1,2,…,2N‑1,k=0,1,2,…,K K为部分相关段数;N为部分相关点数;步骤(1)设置行搜索编号l的初始值为l=0,设置列搜索编号n的初始值为n=0;步骤(2)对本地伪码序列进行采样,并将采样序列分段,每段N个采样点,共K+2M+2b段,并在每段段末补N个0,将数据段按行存入2N×(K+2M+2b)维的矩阵作为本地时域矩阵,对本地时域矩阵的行向量进行2N点傅里叶变换,取共轭,得到本地频域共轭矩阵步骤(3)对复基带信号进行采样,并对采样序列分段处理,每段数据长N点,共2(K+M+b)段,然后在每段段尾补N点数据,每段段尾数据为下一段数据的前N点,将数据段按行存入2N×2(K+M+b)维的矩阵作为接收拓展矩阵,然后对接收拓展矩阵的行向量进行2N点的傅里叶变换,得到复基带信号的频域值矩阵;步骤(4)截取所述复基带信号的频域值矩阵的第l+1行至l+(k+2M+2b)行作为接收信号频域值矩阵sr(fτ,k);步骤(5)将接收信号频域值矩阵sr(fτ,k)与本地频域共轭矩阵对应位置相乘,得到频域值矩阵;步骤(6)对复基带信号的频域值矩阵xcor(fτ,k)中fτ维进行傅里叶逆变换,截取部分相关矩阵的前N列,得到部分相关函数时域值矩阵xcor(τ,k),其中,τ=0,1,2,…,N‑1;步骤(7)对部分相关函数时域值矩阵xcor(τ,k)进行平方处理,得到平方矩阵xSQ(τ,k)=[xcor(τ,k)]2;步骤(8)对平方矩阵xSQ(τ,k)中τ维进行傅里叶变换,得到频域值矩阵xSQ(fτ,k);步骤(9)对矩阵xSQ(fτ,k)按列进行Keystone变换,得到Keystone变换后频域值矩阵xSQ(fτ,k');步骤(10)对频域值矩阵xSQ(fτ,k')中fτ维进行逆傅里叶变换,得到运动补偿后的部分相关矩阵xSQ(τ,k');步骤(11)取出相关矩阵xSQ(τ,k')的第n列的数据xSQ(n,k');步骤(12)根据xSQ(n,k')计算对称延迟相关函数矩阵:其中,1≤m≤M,0≤k'≤K‑1;步骤(13)将延迟相关函数矩阵Rs(n,k',m)按列进行Keystone变换,得到时域值矩阵Rs(n,k”,m);步骤(14)将Rs(n,k”,m)的列向量做M点傅里叶变换,得到矩阵Rs(n,k”,fm);步骤(15)对Rs(n,k”,fm)矩阵的行向量做K点傅里叶变换,得到动态聚焦矩阵Rs(n,fk”,fm);步骤(16)对动态聚焦矩阵Rs(n,fk”,fm)取模,找出|Rs(n,fk”,fm)|峰值所在的位置(Ia,Iv),并计算相应的一阶目标动态参数和二阶目标动态参数;然后计算矩阵Rs(n,fk”,fm)|的峰值和均值之比作为检测判决量Vdec,将其与设定门限Vt进行比较:若检测判决量Vdec大于门限Vt,则输出动态参数和动态聚焦完成标志,N×l+n为码相位搜索结果,hfsIv/(2K)为多普勒估计结果;其中,h表示尺度因子,fs表示采样率;反之,调整列搜索序号n=n+1,后对其进行判断,若n小于N,则跳转至步骤(11);若n等于N,则调整行搜索编号l=l+1,然后对l进行判断,若l小于K,则跳转至步骤(4);若l等于K,则输出动态聚焦失败标志。
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