扩频信号捕获过程中信息比特跳变对载波频率估计的影响

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1、2012年12月宇航计测技术Dec．．2012第32卷第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．32，No．6文章编号：1000—7202(2012)06—0043—04中图分类号：TP872文献标识码：A扩频信号捕获过程中信息比特跳变对载波频率估计的影响商向永杨俊陈莉瞿智(国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙410073)摘要扩频信号捕获过程中，信息比特跳变会使积分增益下降，载波频率估计出现偏差，导致捕获概率降低，捕获时间增长。分析了在码相位对齐的情况下，信息跳变发生在不同位置时，积分结果最大点处对应的

2、载波频率与实际载波频率的差值。分析结果表明，信息跳变位置确定后，频率的差值与积分时间71成反比，最大可以达到0．75／TI-Iz，可能超出载波跟踪环路的牵引范围，进而导致环路不能人锁。针对此问题，提出了一种简便的解决方法。关键词捕获信息比特跳变载波频率估计积分时间InfluenceofReversaloftheInformationBitontheImpactofCarrierFrequencyEstimateDuringtheAcquisitionofSpreadSpectrumSignalSHANGXiang—yongYANGJunCHENLiQUZhi(Sc

3、hoolofMechanicalEngineering＆Automation，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073)AbstractDuringtheacquisitionofspreadspectrumsignal，integrationgainwouldbereducedandestimateofthecarrierfrequencywouldbemistaken，ifreversalofinformationbitwasmet．Asaresult。probabilityofacquisiti

4、onwillfallandlongertimewillbetaken．Errorinthecarrierfrequencyestimateisanalyzed，ontheassumptionthatthelocalcodephaseisright．ItisshownthattheerrorliesininverseproportiontotheintegrationtimeT，whenthepositionofthereversalisacknowledged．Intheworstcase，itcanreach0．75／THz，andthetrackingloop

5、cannotbegintowork．Intheend，aneasywaytosolvethisproblemisbroughtforward．KeywordsAcquisitionReversalofinformationbitCarrierfrequencyestimateIntegrationtime1引言扩频信号的处理主要包括捕获和跟踪两个步骤。捕获过程实际是一个载波频率和码相位的二维遍历搜索过程，在二维搜索结束后，将相关峰值与预设的捕获门限相比较，如果大于门限，则认为峰值点处的载波频率和码相位是要搜索的目标，捕获结果作为跟踪环路的初值开始工作⋯2l。收稿日

6、期：2012—07—10，修回日期：2012—08-14作者简介：商向永(1987一)，男，硕士研究生，主要研究方向：空间仪器与信息侦测。宇航计测技术2012拒在二维搜索过程中，信息跳变会导致扩频系统的相干增益损失，严重的是，在载波频率和码相位完全正确的情况下，相干增益为零，积分结果为纯噪声。在此情况下，相关峰值点处对应的载波频率与实际值会出现偏差。频率偏差可能使载波跟踪环路不能工作，导致捕获失败，影响捕获的成功率，进而增加捕获时间。现有文献中，有关信息跳变对载波频率估计影响的定量分析还不多。针对此问题，本文从理论上进行了分析，给出了量化结果。2理论分析假设接收到

7、的信号为s(t)，它由三部分组成，信息d(t)，扩频码C(t)和载波ej州s(t)=Ad(t)c(t)e-j(州+％’(1)式中：t——接收时间；A——接收到信号的幅度，在本文中认为是一个不变的恒定值，设为1V；∞。——接收载波的频率；％——接收载波的相位‘2’3]。本次分析不考虑噪声和量化误差。本地信号菇(t)，由扩频码和载波两部分组成戈(t)=c(t—f)一‘“+％’(2)式中：r——本地扩频码相位和接收信号扩频码相位的差值；0——载波频率的估计值；0。——本地载波相位。则载波和码相位的搜索过程可以表示为寻找s(t)和z(t)积分最大值的过程maxg(f，o)

8、l=max