一种捕获三频多通道无线电测量系统信号的方法与系统的制作方法_2

文档序号:9431212阅读:来源:国知局
改进:还包括配置参数子模块,用来在捕获起始阶段初 始化通道控制,捜索范围,码多普勒补偿固定因子,码相位补偿化及判断口限参数。
[0032] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0033] 1、本发明的捕获S频多通道无线电测量系统信号的方法与系统,利用统一的捕获 延时参数控制两个双端口存储器实现降采样数据流的无缝缓存或固定延时缓存控制,隔离 数据采样与处理过程,W便于高倍时钟快速捜索不同动态和灵敏度信号条件下的捕获数 据。
[0034] 2、本发明的捕获=频多通道无线电测量系统信号的方法与系统,采用载波辅助码 多普勒补偿的方法,提取出固定补偿因子,在降采样的抽取阶段实现码多普勒的补偿,简化 了捕获过程中码多普勒补偿的实现。
[0035] 3、本发明的捕获=频多通道无线电测量系统信号的方法与系统,结合数据流的缓 存处理、频率单元捜索和相位单元捜索的时序关系,对捜索峰值点信号的码相位进行相位 补偿处理,有利于快速获得信号的即时码相位。
[0036] 4、本发明的捕获=频多通道无线电测量系统信号的方法与系统,=频段多通道数 字中频信号在时域进行分时捕获处理,运算过程简单,有助于捕获的参数提取和通道控制, 适合于多波束,多信道数测量系统信号的捕获。
【附图说明】
[0037]图1是=频多通道无线电轨道测量系统接收机的框架结构示意图。
[003引图2是本发明系统的拓扑结构示意图。
[0039]图3是本发明在具体应用实例中数据缓存子模块的结构原理示意图。
[0040] 图4是本发明在具体应用实例中进行频率捜索的时序示意图。
[0041] 图5是本发明在具体应用实例中接收机=频多通道的基带捕获处理流程图。
[0042] 图例说明:
[0043] 101、第一螺旋天线;102、第二螺旋天线;103、第=螺旋天线;104、第一频段射频 通道;105、第二频段射频通道;106、第=频段射频通道;107、第一模数转换器;108、第二模 数转换器;109、第S模数转换器;110、数字基带处理FPGA;111、快速捕获模块;112、基带控 审IJ模块;113、跟踪解调模块;114、数据采样模块;115、接口模块;116、时间同步处理模块; 117、星上时间;201、数字下变频子模块;202、降采样子模块;203、数据缓存子模块;204、数 据读写控制子模块;205、本地码存储子模块;206、本地码生成子模块;207、并行相关子模 块;208、码相位捜索控制子模块;209、刷新载波频率子模块;210、n限判断子模块;211配 置参数子模块;212、配置参数子模块;301、兵鸟写缓存切换控制模块;302双端口存储器A、 B;303、循环读缓存切换控制模块。
【具体实施方式】
[0044] W下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0045]=频多通道无线电测量系统的基带处理部分是星载终端接收机的核屯、。考虑到无 线电轨道测量系统还需要进行复杂的定轨运算,因此=频多通道无线电信号的链路解算均 设计在同一片FPGA中实现。为方便起见,本发明中"接收机"均指频多通道无线电轨道 测量系统的基带处理FPGA"。
[0046] 如图1所示,为一个=频多通道无线电测量系统接收机的结构框图,运是一个完 整的=频多通道无线电测量系统上行链路解算结构框图,包括了不同直径的螺旋天线(第 一螺旋天线101、第二螺旋天线102、第=螺旋天线103),=频段射频通道(第一频段射频通 道104、第二频段射频通道105、第=频段射频通道106),不同采样率的模数转换器(第一 模数转换器107、第二模数转换器108、第S模数转换器109),数字基带处理FPGA110。数字 基带处理FPGA110由快速捕获模块111、基带控制模块112、若干个通道跟踪解调模块113、 数据采样模块114、接口模块115、时间同步处理模块116和星上时间117组成。基带处理 部分从=频段射频通道获得=频段模拟中频信号,=频模拟中频信号分别由采样率为fi、 f2、f3的高速模数转换器转换为S频数字中频信号进入数字基带处理FPGA110,其信号处理 分为捕获处理、跟踪解算两个阶段。捕获处理基带控制模块112控制快速捕获模块111的 输入进行当前波段下的载波频率域、码域二维捜索,获得关于接收信号载波频率(含多普 勒频含多普勒频偏)和即时码相位。跟踪处理由基带控制模块112控制快速捕获模块111 的输出把当前波段下的捕获结果送给对应的跟踪解调模块113实现对应通道的信号同步, 并解算信息帖、构筑地面发射时间等。所述的同步包括载波同步、码同步、比特同步和帖同 步。数据采样模块114根据星上时间117等间隔的对所有通道解算的信息进行采样获得测 量数据,并由接口模块115进行并串转换输出。时间同步处理模块116根据已知的地面坐 标、接收到的地面时标和轨道参数计算各自的传输延时,获得星地起始同步时间,完成星地 时间同步处理。
[0047] 本发明的捕获=频多通道无线电测量系统信号的方法,其流程为:
[0048]S1 :采用=个高速模数转换器同时对=频段模拟中频信号进行低通采样,得到数 字中频信号;
[0049]S2:S频段数字中频信号同时按照各自设定的载波频率,进行下变频处理,并W标 称扩频码速率2倍的频率加上捜索载波频率下的码多普勒补偿频率进行降采样处理,得到 =频段待解扩的数据流;
[0050]S3:采用时分复用捕获的方式实现S频段多通道信号的捕获,利用提取的捕获参 数控制当前的捕获捜索过程,并通过捕获参数中的捜索完成状态和通道参数分别进行波段 切换和通道切换。
[0051]S4:采用统一的捕获延时参数控制当前待解扩数据流兵鸟缓存的切换时间,实现 数据的无缝缓存或固定延时缓存。存储器切换时刻,刷新捜索频率和码多普勒补偿频率,存 储当前捜索频率下的采样数据,并在高倍时钟的驱动下循环快速的读取上一个捜索频率缓 存的数据,W滑动相关的方式进行码相位捜索。
[0052]S5 :完成采样数据的码相位捜索等待下一个存储器切换时刻;
[0053]S6:利用一个数据采样周期完成一个频率单元捜索的速度,逐级收敛多普勒频率 捜索范围,获得信号的载波参数;
[0054]S7 :利用口限判别时刻的载波捜索时间估计峰值点信号的码相位时延,并对捜索 的码相位结果进行相位补偿处理;
[0055]S8 :采用一次部分并行的相位捜索获得准确的即时码相位,输出捕获结果。其中, 捕获结果可W包括但不限于最大相关值、次大相关值、W及在设计误差范围内的即时频率、 即时码相位等。
[0056]本发明进一步的一种捕获=频多通道无线电测量系统信号的系统,在应用实例 中,快速捕获模块111采用了上述系统,它包括数字下变频子模块201、降采样子模块202、 数据缓存子模块203、数据读写控制子模块204、本地码存储子模块205、本地码生成子模块 206、并行相关子模块207、码相位捜索控制子模块208、刷新载波频率子模块209、口限判断 子模块210、配置参数子模块211及输出模块。根据本发明快速捕获的实现方法,首先在灵 敏度要求的预检积分时长下,W固定的频率捜索间隔将多普勒变化范围依次分成多个频率 捜索单元。数字下变频子模块201按照设定的捜索频率对中频数字信号进行下变频处理, 降采样子模块202W2倍码速率对下变频后的数据进行降采样,得到当前频率捜索单元下 待解扩积分的数据流。数据缓存子模块203根据延时参数控制两个双端口存储器对待解扩 积分的数据流进行缓存处理,通过统一的延时参数确定数据无缝缓存或固定延时缓存的等 待时间。数据读写控制子模块204利用高倍时钟快速读取缓存数据,并通过控制本地码存 储子模块205同步读取由本地码生成子模块206在捕获初始阶段存储的本地码表,在并行 相关子模块207中完成解扩积分。码相位捜索控制子模块208对并行结果进行逐次比较, 采用滑动相干法完成相位捜索。在存储器切换时刻,控制刷新载波频率子模块209更新下 变频频率,同时利用当前捜索的载波频率
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