CN102158251A - 一种基于折叠采样的跳扩频通信***捕获方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于折叠采样的跳扩频快速捕获方法，属于通信技术领域。包括以下步骤：设置频率发生器，混频后的信号通过中频宽带滤波器，A/D转换器进行折叠采样得到数字宽频信号；对数字宽频信号进行粗捕获，根据结果产生细捕获的启动信号；设置频率发生器，混频后信号经过中频窄带滤波器，A/D转换器采样得到数字固定中频信号；对所述数字固定中频信号进行细捕获，未成功则产生粗捕获的启动信号；及在细捕获成功后，频率发生器输出正常跳速的载波。本发明还涉及一种基于折叠采样跳扩频快速捕获装置。本方法和***通过减少待搜索频点来提高捕获速度，以验证减少虚警概率，可实现跳扩频***快速可靠捕获。

Description

一种基于折叠采样的跳扩频通信***捕获方法和装置

技术领域

本发明涉及一种跳扩频通信***捕获方法和装置，属于通信技术领域。

背景技术

跳扩频通信技术融合了直扩和跳频两种扩频通信技术，具有低截获概率和低干扰概率，同时有效抵抗多径效应和远近效应等优点，在军事和民用通信上得到了广泛应用。跳扩频***通信工作的前提是收发双方的同步，包括直扩伪码同步和跳频频率同步。同步含捕获和跟踪两个过程，前者为粗同步，即收发伪码误差在一个码片内，两者跳频图案和跳变时刻同步；跟踪则为细同步，使双方的伪码时钟和跳频频率发生器完全同步。同步的快慢，尤其是捕获的快慢直接影响***性能。

现有的跳扩频***捕获技术通常由频率扫描捕获策略和伪码捕获策略组合而成，其中频率扫描有线性扫描和并行捕获两种，前者结构简单，但捕获时间较长，后者捕获速度快，但消耗的物理资源比较庞大，尤其当频点较多时资源相应地成倍增加。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决跳扩频通信***同步存在的问题，提供一种基于折叠采样的捕获方法及装置。采用本发明的方法，在不显著增加硬件资源的条件下可以有效缩短捕获时间。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于折叠采样的跳扩频通信***捕获方法，可包括：

设置频率发生器，混频后的信号通过中频宽带滤波器，A/D转换器进行折叠采样得到数字宽频信号；

对所述数字宽频信号进行粗捕获，根据结果产生细捕获的启动信号；

设置频率发生器，混频后信号经过中频窄带滤波器，A/D转换器采样得到数字固定中频信号；以及

对所述数字固定中频信号进行细捕获，产生粗捕获的启动信号。在细捕获完成后，频率发生器输出正常跳速的载波。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种用于跳扩频通信***的捕获装置，可包括：

射频滤波器，混频器，频率发生器，同步控制，中频宽带滤波器，中频窄带滤波器，A/D转换器，数字下变频，数控振荡器，相关值检测，粗捕获和细捕获；

所述射频滤波器，对接收的跳扩频射频信号进行滤波，带宽为工作的整个跳频射频带宽；

所述混频器，将输入信号与所述频率合成器产生的本地载波进行混频；

所述频率发生器按要求生成本地载波；

所述同步控制模块生成频率发生器的频率控制信号和混频器输出开关控制信号；

所述中频宽带滤波器，对输入信号进行宽带滤波；

所述中频窄带滤波器，对输入信号进行窄带滤波；

所述A/D转换器对输入模拟信号进行采样得数字信号；

所述数字下变频对所述A/D转换器输出的数字信号和本地数控振荡器输出载波进行下变频处理；

所述数控振荡器按控制输出两路本地正交数字载波；

所述相关值检测对所述数字下变频后信号进行伪码相关值检测；

所述粗捕获模块接收所述相关值检测的结果，根据结果判断粗捕获完成并产生启动细捕获的信号；

所述细捕获模块对数字固定中频信号进行相关值检测，根据检测结果产生转入粗捕获的启动信号和捕获完成信号。

本发明提供的基于折叠采样的跳扩频通信***捕获方法通过装置中各模块的配合使用可实现跳扩频通信***的快速可靠捕获。

本发明的优点是：提供了一种跳扩频通信***快速捕获的方法，对整个跳频带宽内的信号采用折叠采样，成倍减少待搜索的跳频频点，从而降低捕获时间。

附图说明

图1是本发明提供的基于折叠采样的跳扩频通信***捕获装置。

图2是本发明提供的基于折叠采样的跳扩频通信***捕获流程图。

图3是粗捕获流程图。

图4是细捕获流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作详细叙述。

如图2所示，本发明提供了一种用于跳扩频通信***的捕获方法，该方法可应用于跳扩频通信***的接收端，可由图1所示的捕获装置来实现，该装置包括射频滤波器，混频器，频率发生器，同步控制，中频宽带滤波器，中频窄带滤波器，A/D转换器，数字下变频，数控振荡器，相关值检测，粗捕获和细捕获。

下面结合捕获装置各组成部分，对捕获方法进行说明，主要包括：

步骤S1、接收的跳扩频射频信号x(t)经过射频滤波器后与频率发生器产生的本地模拟载波信号通过混频器进行射频下变频，得到r(t)经过中频宽带滤波器后，以f_s＝2W/M为A/D采样频率，得到数字宽频信号r(n)。其中W为总的跳频带宽，记跳频频隙带宽为B，总跳频频点数为N，则W＝NB；M取正整数，为折叠倍数。

步骤S2、设置数控振荡器的频率，对r(n)进行数字下变频得到y(n)。对y(n)进行粗捕获，若判定粗捕获完成，产生细捕获的启动信号。

步骤S3、设置频率发生器，射频混频后的信号经过中频窄带滤波器，A/D采样器变换得到数字固定中频信号。

步骤S4、对步骤S3所述数字固定中频信号进行相关值检测，若细捕获成功，则转入步骤S5；否则产生粗捕获的启动信号。

步骤S5、捕获完成，频率发生器输出与发射跳频信号同步的正常跳速本地载波。

图3给出了粗捕获的流程。粗捕获根据相关值检测输出的结果与设定门限进行比较，当超过门限时，粗捕获完成，启动细捕获，否则调整数控振荡器的频率，搜索下一个频点。

图4给出了细捕获的流程。粗捕获完成后，所得频点用f_l表示，对应的跳频发射频点有M个，第i(1≤i≤M)个记为：

细捕获需要从这M个频点中确定发射频点。

细捕获根据粗捕获的结果，确定需要检测的频率集合{f₁，f₂，...，f_i，...，f_M}(1≤i≤M)，根据相关值检测输出结果确定细捕获完成和粗捕获的启动信号，包括：

S41、接收相关值检测结果。

S42、比较相关值与预定门限，如果大于门限则进入验证过程，执行S44；否则执行S43。

S43、判断是否检测完所有频点，若是则执行S46；否则执行S45。

S44、对所在跳频频点和伪码相位进行验证，通过则执行S47，否则执行S46。

S45、从待确定的频率集中选择下一个频点，设置频率发生器。

S46、启动粗捕获，当频点检测完毕，验证不通过时则重新启动粗捕获。

S47、细捕获完成。

Claims (5)

1.一种基于折叠采样的跳扩频通信***捕获方法，其特征在于：所述方法包括：

步骤1：设置频率发生器，混频后的信号通过中频宽带滤波器，A/D转换器进行折叠采样得到数字宽频信号；

步骤2：对所述数字宽频信号进行粗捕获，根据结果产生细捕获的启动信号；

步骤3：设置频率发生器，混频后信号经过中频窄带滤波器，A/D转换器采样得到数字固定中频信号；

步骤4：对所述数字固定中频信号进行细捕获，产生粗捕获的启动信号，在细捕获完成后，频率发生器输出正常跳速的载波。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，A/D转换器进行折叠采样的采样率是

f_s＝2W/M，其中W为总的跳频带宽，记跳频频隙带宽为B，总跳频频点数为N，有W＝NB；M取正整数，为折叠倍数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

根据相关值检测输出的结果与设定门限进行比较，当超过门限时，粗捕获完成，启动细捕获，否则调整数控振荡器的频率，搜索下一个频点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

S41、接收相关值检测结果；

S42、比较相关值与预定门限，如果大于门限则进入验证过程，执行S44；否则执行S43；

S43、判断是否检测完所有频点，若是则执行S46，否则执行S45；

S44、对所在跳频频点和伪码相位进行验证，通过则执行S47，否则执行S46；

S45、从待确定的频率集中选择下一个频点，设置频率发生器；

S46、启动粗捕获，当频点检测完毕，验证不通过时则重新启动粗捕获；

S47、细捕获完成。

5.一种基于折叠采样的跳扩频通信***捕获装置，其特征在于，包括：射频滤波器，混频器，频率发生器，同步控制，中频宽带滤波器，中频窄带滤波器，A/D转换器，数字下变频，数控振荡器，相关值检测，粗捕获和细捕获；

所述射频滤波器，对接收的跳扩频射频信号进行滤波，带宽为工作的整个跳频射频带宽；

所述混频器，将输入信号与所述频率合成器产生的本地载波进行混频；

所述频率发生器按要求生成本地载波；

所述同步控制模块生成频率发生器的频率控制信号和混频器输出开关控制信号；

所述中频宽带滤波器，对输入信号进行宽带滤波；

所述中频窄带滤波器，对输入信号进行窄带滤波；

所述A/D转换器对输入模拟信号进行采样得数字信号；

所述数字下变频对所述A/D转换器输出的数字信号和本地数控振荡器输出载波进行下变频处理；

所述数控振荡器按控制输出两路本地正交数字载波；

所述相关值检测对所述数字下变频后信号进行伪码相关值检测；

所述粗捕获模块接收所述相关值检测的结果，根据结果判断粗捕获完成并产生细捕获的启动信号；

所述细捕获模块对数字固定中频信号进行相关值检测，根据检测结果产生转入粗捕获的启动信号和捕获完成信号。

Images