一种解决时频不确定问题的长码捕获算法

《一种解决时频不确定问题的长码捕获算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAerOnautjcaetAstrOnauticaSinicaAug．252013V01．34No．81924—1933lSSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn一种解决时频不确定问题的长码捕获算法刘芳，冯永新*沈阳理工大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110159摘要：针对长周期伪码信号捕获中时频域的不确定问题，在理论模型分析的基础上，提出了一种长周期伪码捕获算法。该算法对接收信号进行时域混频及叠加处理，并转换到频

2、域进行多次圆周移动，从而克服频偏引发的相关峰不确定问题；同时，通过连续积累和批处理手段克服了收发钟差引发的伪码时间不确定问题和信息翻转引发的相关峰不确定问题。理论分析和仿真结果表明：该算法在信噪比大于一25dB的条件下，可以克服时频域的不解定问题；进一步，该算法与传统算法进行了比较，处理精度及处理复杂度都优于传统算法。关键词：长周期伪码；信号捕获；相关峰；时频域分析；不确定度分析中图分类号：V19；TN914．53；TN96文献标识码：A文章编号：1000一6893(2013)08—1924—10长周期伪码(以下

3、简称长码)信号的捕获一直以来都是扩频通信口。21领域研究的关键技术，相继提出了大量的伪码捕获方法。文献[3]中采用的基于FFT的捕获方案，可以达到快速搜捕的目的，但是针对伪码所需高采样率处理的特性，其单纯的循环相关处理已不能满足高效需求；文献[4]利用先叠加再相关处理，以及数据预处理中线性插值方法，提出最佳路径算法。该算法提高了捕获的灵敏度，但是仅适用于短周期伪码的捕获，不能解决长码捕获的时间及频率不确定问题。文献[5]根据m序列的相移组合多项式，给出Walsh序列与m序列行对应关系的计算方法。利用其映射关系，提

4、出利用移位相加电路减小矩阵运算量的方法，解决Gold序列的快速相关运算问题。此算法也适用于短周期伪码信号捕获。文献[6]引入Doppler频率补偿算法，能够有效消除Doppler频移对信号捕获的影响。但是在搜索范围大、非理想情况下此方法并不能消除Doppler频移的影响。文献[7]～文献[11]分别通过修正判决门限、遗传算法、增加捕获分格面积、小波变换以及匹配滤波器分段相关预处理等手段，提出了有效的信号捕获算法，但是都较适用于短周期伪码。文献[12]～文献[15]给出了长码的一些捕获方案，但也不能同时解决时间及频

5、率的不确定问题。本文提出了一种长码捕获(LongCodeAc—quisition，LCA)算法，可以有效地弥补以上算法的不足，而且可以解决时间及频率引发的不确定问题。1时频不确定问题描述设接收信号经降频、滤波、采样处理后的中频数字信号如式(1)所示：R7(咒)一D(72)C(挖)sin((叫+cUd)咒)+R。(1)式中：D(竹)为数据信息；C(以)为扩频伪码；倒为中频频率；∞。为接收的频率偏移；R。为传输及接收稿日期：2012—10．02；退修日期：2013-03．13；录用日期：2013-04-13；网络出版

6、时间：2013·05-2809：12网络出版地址：www．cnki．net／kcms／deta．I／11．1929，V．20130528．0912．003．htmI基金项目：沈阳理工大学重点实验室开放基金；辽宁省高校创新团队计划(LT2011005)；新世纪优秀人才支持计划(NcET·11-1013)*通讯作者．Tel．：024-24682018E—mail：fengyongx．n@263．net戮用榕武：LjuF，Fen9Yx．AIongcodeacquisitiona

7、gomhmonreso

8、vet

9、me-打

10、equ鞠cyuncertaintyDfob

11、em．ActaAeronaut

12、caetAs打onaU-tlcaslnlca．2013，34(8)：1924．1933．刘芳．冯永新．一种解央时壤不确定闯题的长码捕获算法．航空学报，2013。34(8)：1924—1933刘芳等：一种解决时频不确定问题的长码捕获算法收过程的噪声项。首先，从频率角度考虑，由于信号在传输过程中受环境及自身运动影响，接收频率已偏离发射时的中心频率，出现频率不确定现象，而且在高动态情况下不确定度较大。为此，面临频率不确定问题，通常的捕获算法会对

13、R7(咒)进行补偿处理，补偿处理后信号R(行)的表达式为R(以)=R7(咒)sin((∞+(cJ7d)行)一D(咒)C(行)sin((叫+叫d)押)sin((叫+叫’d)行)一D(九)C(咒)cos(叫。72)(2)然而由于频率不确定度较大，使得本地估计的频率偏移叫，d误差也较大，多通道并行补偿会使复杂度增大，而且补偿后信号由于频率偏差量叫。的存在，捕获相关度会受到影响，