基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法技术

本公开的实施例提供了基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法、装置、设备和计算机可读存储介质。所述方法包括接收跳扩信号；对所述跳扩信号预处理，得到n倍采样基带数字信号；对所述n倍采样基带数字信号进行解扩，通过基于频域聚焦与合成傅里叶变换的方式，对解扩后的信号进行处理，完成信号捕获。以此方式，实现了在超低信噪比和大动态条件指标要求下的跳频图案/扩频码的快速捕获，大幅降低了FPGA的运算资源占用。FPGA的运算资源占用。FPGA的运算资源占用。

【技术实现步骤摘要】
基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法


[0001]本公开的实施例一般涉及信号捕获领域，并且更具体地，涉及基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]在采用跳扩频通信体制的高动态、大频偏卫星通信系统中，卫星通信终端的本地跳频图案/扩频码与系统跳频图案/扩频码的快速同步，是决定卫星通信终端能否成功接入卫星通信系统最关键的环节。目前，在传统卫星通信终端的数字解跳/解扩捕获模块中，通常采用的信号捕获技术方案有以下三种：
[0003](1)、多跳全相干捕获,需要对信号的码相位模糊、频域多普勒、码多普勒、跳间相位不连续和信息比特多样性五个维度进行穷举，然后通过相干积分计算完成信号捕获；
[0004](2)、跳内相干、跳间非相干捕获，仅需要对信号的码相位模糊、频域多普勒、码多普勒三个维度进行穷举，然后通过相干积分计算完成信号捕获；
[0005](3)、比特内相干、比特间非相干捕获，是上述两个方案的折中，需要对信号的码相位模糊、频域多普勒、码多普勒和跳间相位不连续四个维度进行穷举，然后通过相干积分计算完成信号捕获。
[0006]上述方案的缺点：
[0007]1.多跳全相干捕获方案虽然捕获概率高，但也存在虚警概率高，积分结果不平坦、多毛刺、消耗FPGA运算资源非常大等问题。
[0008]2.跳内相干、跳间非相干捕获方案存在捕获概率低、消耗FPGA运算资源多的问题。
[0009]3.比特内相干/比特间非相干捕获方案适用于静止/低动态卫星用户的跳扩体制通信，但针对超低信噪比、大动态的卫星通信应用场景中，该方案所消耗的终端FPGA运算资源非常大，无法适应超高动态跳扩频卫星通信系统的指标要求。

技术实现思路

[0010]根据本公开的实施例，提供了一种基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方案。
[0011]在本公开的第一方面，提供了一种基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法。该方法包括：
[0012]接收跳扩信号；
[0013]对所述跳扩信号预处理，得到n倍采样基带数字信号；所述n为大于0的正整数；
[0014]对所述n倍采样基带数字信号进行解扩，通过基于频域聚焦与合成傅里叶变换的方式，对解扩后的信号进行处理，完成信号捕获。
[0015]进一步地，所述对所述跳扩信号预处理，得到n倍采样基带数字信号包括：
[0016]对所述跳扩信号进行数字化、预解跳和归一化采样，得到4倍采样基带数字信号。
[0017]进一步地，所述通过基于频域聚焦与合成傅里叶变换的方式，对解扩后的信号进
行处理，完成信号捕获包括：
[0018]按照预设方法，分别对1比特内的5跳进行填0处理；
[0019]对填0处理后的每一跳数据分别做512点的傅里叶变换，得到每一跳的傅里叶变换结果；
[0020]分别对所述每一跳的傅里叶变换结果进行相位补偿，得到每一跳的相位补偿后的傅里叶变换结果；
[0021]对所述每一跳的相位补偿后的傅里叶变换结果进行求和，得到比特积分结果；
[0022]重复上述步骤，得到N个比特的积分结果，完成信号捕获。
[0023]进一步地，所述按照预设方法，对1比特内的5跳进行填0处理包括：
[0024]基于跳扩捕获的时间精度、多普勒动态范围以及最低信噪比要求，确定最小捕获长度；
[0025]基于所述最小捕获长度，分别对1比特内的5跳进行填0处理。
[0026]进一步地，所述相位补偿值通过如下方式进行确定：
[0027]根据相邻两跳之间的频率差和定时误差，确定每一跳的相位补偿值。
[0028]进一步地，还包括：
[0029]对所述N个比特的积分结果进行排序，确定数值最大的比特积分结果；
[0030]将所述数值最大的比特积分结果，和预设门限进行比较，若大于所述门限，则捕获成功；反之，则进行重新捕获。
[0031]进一步地，所述进行重新捕获包括：
[0032]将本地时间错开一个最小时间单位后，进行重新捕获。
[0033]在本公开的第二方面，提供了一种基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获装置。该装置包括：
[0034]接收模块，用于接收跳扩信号；
[0035]处理模块，用于对所述跳扩信号预处理，得到n倍采样基带数字信号；所述n为大于0的正整数；
[0036]捕获模块，用于对所述n倍采样基带数字信号进行解扩，通过基于频域聚焦与合成傅里叶变换的方式，对解扩后的信号进行处理，完成信号捕获。
[0037]在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
[0038]在本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。
[0039]本申请实施例提供的基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法，通过接收跳扩信号；对所述跳扩信号预处理，得到4倍采样基带数字信号；对所述4倍采样基带数字信号进行解扩，通过基于频域聚焦与合成傅里叶变换的方式，对解扩后的信号进行处理，完成信号捕获，在超低信噪比和大动态条件指标要求下，实现了跳频图案/扩频码的快速捕获，大幅降低了FPGA的运算资源占用。
[0040]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0041]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0042]图1示出了根据本公开的实施例的基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法的流程图；
[0043]图2示出了根据本公开的实施例的捕获方案示意图；
[0044]图3示出了根据本公开的实施例的RoomFFT_HopAccumu模块信号处理流程图；
[0045]图4示出了根据本公开的实施例的填0示意图；
[0046]图5示出了根据本公开的实施例的基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获装置的方框图；
[0047]图6示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
具体实施方式
[0048]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0049]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频域聚焦与合成傅里叶变换的信号捕获方法，应用于卫星通信系统，其特征在于，包括：接收跳扩信号；对所述跳扩信号预处理，得到n倍采样基带数字信号；所述n为大于0的正整数；对所述n倍采样基带数字信号进行解扩，通过基于频域聚焦与合成傅里叶变换的方式，对解扩后的信号进行处理，完成信号捕获。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述跳扩信号预处理，得到n倍采样基带数字信号包括：对所述跳扩信号进行数字化、预解跳和归一化采样，得到n倍采样基带数字信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过基于频域聚焦与合成傅里叶变换的方式，对解扩后的信号进行处理，完成信号捕获包括：按照预设方法，分别对1比特内的5跳进行填0处理；对填0处理后的每一跳数据分别做512点的傅里叶变换，得到每一跳的傅里叶变换结果；分别对所述每一跳的傅里叶变换结果进行相位补偿，得到每一跳的相位补偿后的傅里叶变换结果；对所述每一跳的相位补偿后的傅里叶变换结果进行求和，得到比特积分结果；重复上述步骤，得到N个比特的积分结果，完成信号捕获。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照预设方法，对1比特内的5跳进行填0处理包括：基于跳扩捕获的时间精度、多普勒动态范围以及最低信噪比要求，确定最小捕获长度；基于所述最小捕获长...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宁，唐海峰，朱亮，
申请(专利权)人：北京睿信丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：