一种自适应捕获Chirp信号的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种自适应捕获Chirp信号的方法和系统，其中，所述方法包括：基于DAGC的输出档位信息，对接收的数字基带数据进行幅度调整得到修正数据；根据预设的配置参数和所述输出档位信息计算任意修正因子；生成与发送端的Chirp信号相同的本地Chirp信号，并基于所述本地Chirp信号生成两路扩展信号；根据所述修正数据与所述两路扩展信号确定所述两路扩展信号各自的原始峰值；根据所述修正因子和预设的配置参数和所述原始峰值确定两路扩展信号的修正峰值；根据所述修正峰值确定两路扩展信号的相关能量的修正平均值；根据所述修正峰值和修正平均值，以及预先设置的信号检测判据确定信号检测结果。所述方法和系统提升了捕获性能，降低了虚警率。降低了虚警率。降低了虚警率。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应捕获Chirp信号的方法和系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，并且更具体地，涉及一种自适应捕获Chirp信号的方法和系统。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术和网络技术的快速发展，信息的传播速度和广度都有了质的飞越，同时人们也对通信的有效性、可靠性、灵活性、通信范围、设备的功耗等方面提出了更高的需求。在无线扩频领域，Chirp扩频技术由于其良好的脉冲压缩特性、低复杂度、低功耗、良好的抗多径干扰能力、适合长距传输等特点使其得到了广泛的应用。早在2004年更被列入IEEE802.15.4标准的物理层备用技术之一。
[0003]但随着Chirp技术的应用领域和场景的丰富，人们对无线通信设备在突发通信中的性能、功耗等提出了更高的要求。无线信号捕获的能量检测作为无线通信的第一环，是影响通信性能和功耗的重要因素。因此在各种无线环境下，提升信号检测的捕获性能、降低虚警率、保证高捕获性能成为了进一步深化应用必须解决的问题。
[0004]扩频系统的同步包含捕获和跟踪两部分，其中捕获作为其关键一直以来都是研究的热点。扩频码的同步捕获原理是计算并比较扩频码在2N个相位状态下的相关值，通过捕获门限判决确定捕获状态，但如果设置的捕获门限过低，虽然能够保证捕获率，但是虚警率将会提高，系统的可靠性下降；如果设置的门限较高，虽然系统的可靠性提升了，但是系统的捕获概率下降了，系统的灵敏度下降。因此目前典型的捕获方案为使用累积算法：相干累积、非相干累积和差分相干累积，以此提高输入判决模块的信号的信噪比以达到判决模块的灵敏度。
[0005]现有方案中虽然基于信号累加提升信噪比，以提升基于捕获门限判决的方案，但存在以下缺点：
[0006]基于门限判决的捕获方案，常采用固定且单一维度捕获门限，若存在强的带外干扰时，因为模拟自动增益控制AAGC(Analog Automatic Gain Control)的放大倍率以干扰信号为参考，有效信号无法实现期望的放大倍率，导致量化后的数据信号的幅度减小，相关能量峰值降低，从而降低接收端的捕获性能，因此需要将数字自动增益控制DAGC(digital automatic gain control作为AAGC的补充，能很好的解决接收信号中存在强带外干扰信号时，引起的有用信号能量放大倍率不理想的问题。同时考虑实际应用环境中，环境干扰的多样性、DAGC档位精度、接收天线等硬件的差异性，需要结合DAGC档位信息对信号的功率做微调整，从而保证捕获性能。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中基于门限判决的捕获方案采用固定且单一维度捕获门限性能低的问题，本专利技术提供一种自适应捕获Chirp信号的方法和系统。
[0008]根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种自适应捕获Chirp信号的方法，所述方法包
括：
[0009]基于DAGC的输出档位信息，对接收的数字基带数据进行幅度调整得到修正数据；
[0010]根据预设的配置参数和所述输出档位信息计算任意修正因子，其中，所述配置参数包括DAGC的档位调整门限、分母的能量调整系数、系数分子的公共值和档位步进；
[0011]生成与发送端的Chirp信号相同的本地Chirp信号，并基于所述本地Chirp信号生成两路扩展信号；
[0012]基于快速傅里叶变换FFT算法实现所述修正数据与所述两路扩展信号的圆周自相关处理，确定所述两路扩展信号各自的原始峰值；
[0013]根据所述修正因子和预设的配置参数对两路扩展信号各自的原始峰值进行修正，得到各自的修正峰值；
[0014]根据所述修正峰值确定两路扩展信号各自去掉以修正峰值为中心的左右m个能量后的相关能量的修正平均值；
[0015]根据所述修正峰值和修正平均值，以及预先设置的信号检测判据确定信号检测结果。
[0016]可选地，所述根据预设的配置参数和所述输出档位信息计算任意修正因子，包括：
[0017]当所述输出档位信息小于或等于所述档位调整门限时，计算修正因子，所述修正因子的计算公式为：
[0018]Factor＝(1<<ChgDenBit)
‑
PwrChgCom+(PwrChgCom
‑
DagcThr)*Step
[0019]式中，Factor为修正因子，ChgDenBit为分母的能量调整系数，PwrChgCom为系数分子的公共值，Step为档位步进，<<为表示左移的运算符。
[0020]可选地，所述生成与发送端的Chirp信号相同的本地Chirp信号，并基于所述本地Chirp信号生成两路扩展信号，包括：
[0021]采用本地Chirp信号生成器生成本地Chirp信号；
[0022]对所述本地Chrip信号进行采样，获取采样数据，其中，所述采样数据包括N个码片；
[0023]将所述采样数据前后等比分隔，并通过尾部和前部的补零扩展处理生成两路扩展信号，所述扩展信号均为长度为N的序列，其表达式为：
[0024][0025]式中，PreamChrip为采样数据，PChrip和QChrip为两路扩展信号。
[0026]可选地，所述所述根据所述修正因子和预设的配置参数对两路扩展信号各自的原始峰值进行修正，得到各自的修正峰值，其中，所述确定修正峰值的公式为：
[0027]PtvMax＝(PvMax*Factor)>>ChgDenBit；
[0028]QtvMax＝(QvMax*Factor)>>ChgDenBit
[0029]式中，Factor为修正因子，ChgDenBit为分母的能量调整系数，PvMax和QvMax分别表示两路扩展信号的原始峰值，PtvMax和QtvMax分别表示两路扩展信号的修正峰值，Step
为档位步进，>>为表示右移的运算符。
[0030]可选地，所述根据所述修正峰值和修正平均值，以及预先设置的信号检测判据确定信号检测结果，包括：
[0031]根据所述修正峰值和修正平均值计算两路扩展信号各自的修正峰均比；
[0032]根据所述修正峰值和所述修正峰均比，以及预先设置的预先设置的信号检测判据确定信号检测结果，其中，所述信号检测判据的表达式为：
[0033]PtvMax＞PwrThr
[0034]QtvMax＞PwrThr
[0035]PtvAvg＞CADRatio
[0036]QtvAvg＞CADRatio
[0037]式中，PtvAvg和QtvAvg分别表示两路扩展信号的修正峰均比；
[0038]当所述信号检测判据表达式全部成立时，确定信号检测结果为检测成功，当所述信号检测判据表达式中至少一个不成立时，确定信号检测结果为检测失败。
[0039]根据本专利技术的另一方面，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应捕获Chirp信号的方法，其特征在于，所述方法包括：基于DAGC的输出档位信息，对接收的数字基带数据进行幅度调整得到修正数据；根据预设的配置参数和所述输出档位信息计算任意修正因子，其中，所述配置参数包括DAGC的档位调整门限、分母的能量调整系数、系数分子的公共值和档位步进；生成与发送端的Chirp信号相同的本地Chirp信号，并基于所述本地Chirp信号生成两路扩展信号；基于快速傅里叶变换FFT算法实现所述修正数据与所述两路扩展信号的圆周自相关处理，确定所述两路扩展信号各自的原始峰值；根据所述修正因子和预设的配置参数对两路扩展信号各自的原始峰值进行修正，得到各自的修正峰值；根据所述修正峰值确定两路扩展信号各自去掉以修正峰值为中心的左右m个能量后的相关能量的修正平均值；根据所述修正峰值和修正平均值，以及预先设置的信号检测判据确定信号检测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的配置参数和所述输出档位信息计算任意修正因子，包括：当所述输出档位信息小于或等于所述档位调整门限时，计算修正因子，所述修正因子的计算公式为：Factor＝(1<<ChgDenBit)
‑
PwrChgCom+(PwrChgCom
‑
DagcThr)*Step式中，Factor为修正因子，ChgDenBit为分母的能量调整系数，PwrChgCom为系数分子的公共值，Step为档位步进，<<为表示左移的运算符。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成与发送端的Chirp信号相同的本地Chirp信号，并基于所述本地Chirp信号生成两路扩展信号，包括：采用本地Chirp信号生成器生成本地Chirp信号；对所述本地Chrip信号进行采样，获取采样数据，其中，所述采样数据包括N个码片；将所述采样数据前后等比分隔，并通过尾部和前部的补零扩展处理生成两路扩展信号，所述扩展信号均为长度为N的序列，其表达式为：式中，PreamChrip为采样数据，PChrip和QChrip为两路扩展信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正因子和预设的配置参数对两路扩展信号各自的原始峰值进行修正，得到各自的修正峰值，其中，所述确定修正峰值的公式为：PtvMax＝(PvMax*Factor)>>ChgDenBit；QtvMax＝(QvMax*Factor)>>ChgDenBit式中，Factor为修正因子，ChgDenBit为分母的能量调整系数，PvMax和QvMax分别表示两路扩展信号的原始峰值，PtvMax和QtvMax分别表示两路扩展信号的修正峰值，Step为档
位步进，>>为表示右移的运算符。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正峰值和修正平均值，以及预先设置的信号检测判据确定信号检测结果，包括：根据所述修正峰值和修正平均值计算两路扩展信号各自的修正峰均比；根据所述修正峰值和所述修正峰均比，以及预先设置的预先设置的信号检测判据确定信号检测结果，其中，所述信号检测判据的表达式为：PtvMax＞PwrThrQtvMax＞PwrThrPtvAvg＞CADRatioQtvAvg＞CADRatio式中，PtvAvg和QtvAvg分别表示两路扩展信号的修正峰均比；当所述信号检测判据表达式全部成立时，确定信号检测结果为检测成功，当所述信号检测判据表达式中至少一个不成立时，确定信号检测结果为检测失败。6.一种自适应捕获Chirp信号的系统，其特征在于，所述系统包括：数据修正模块，用于基于DAG...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海龙，祝恩国，郜波，任毅，李然，翟梦迪，杨松楠，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：