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_3

文档序号:9431212阅读:来源:国知局
、标称射频中屯、频率W及标称码速率获得当前捜 索频率下对应的码多普勒补偿频率,并控制码多普勒补偿子模块210更新降采样中的抽取 速率。频率捜索控制子模块211根据相位捜索完成指示,更新频率捜索参数等待缓存器切 换时刻使能下一个频率单元的相位捜索,同时完成码相位补偿处理。口限判断子模块210 逐次比较每个频率捜索单元的信号峰值并估计出噪声均值,利用信噪比口限判断信号是否 存在。配置参数子模块211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W及判断口限等参数。
[0057] 在具体应用实例中,如图3所示,数据缓存子模块203中包括兵鸟写缓存切换控制 模块301、双端口存储器A、B302及循环读缓存切换控制模块303,兵鸟写缓存切换控制301 根据捕获延迟参数完成数据无缝缓存或固定延时缓存;双端口存储器A、B302封装了存储 器的读写控制端口,并集成了延时计数器和地址计数器;循环读缓存切换控制303根据相 位滑动捜索的状态,循环读取写满的缓存器,产生快速相位捜索的积分数据。
[0058] 如图4所示,为本发明系统进行内部频率捜索时序示意图。
[0059] 捕获开始时,在时刻(401)到时刻(402)的时段内进行捕获过程控制的初始化处 理;接着,地址计数器产生存储器A的写地址,将第一个捜索频点的数据存储在存储器A中。 在存储器A写满时刻(401i),启动第一个捜索频点的码相位捜索过程,循环快速的读取存储 器A中的数据进行滑动相关捜索直到(403i)时刻获得起始捜索频率单元所对应的信号峰 值及其码相位。与此同时,在存储器A写满时刻(401i),刷新至第二个捜索频点,启动延时计 数器等待设定的延时量,在(402i)时刻启动地址计数器产生存储器B的写地址,将刷新的 捜索频点数据存储在存储器B中。在存储器B写满时刻(4012),启动第二个频率点的码相 位捜索过程,循环快速的读取存储器B中的数据进行滑动相关捜索直到(4032)时刻获得第 二个捜索频率单元所对应的信号峰值及其码相位。与此同时,在存储器B写满时刻(4012), 刷新至第=个捜索频点,启动延时计数器等待设定的延时量,在(4022)时刻启动地址计数 器产生存储器A的写地址,将刷新的捜索频点数据存储在存储器A中,W此往复完成M次存 储器切换,捜索完成M个频率单元。捜索过程中,采用排序冒泡法捜索出峰值频点的信号功 率及其对应的码相位,并估计出噪声功率,在(404)时刻进行口限判断。其中两个存储器的 数据存储深度均为预检积分周期下的抽取点数。
[0060] 数据缓存子模块(203)中的固定延时参数由捕获数据采样时间T"。。与处理 时间Tff。。进行确定:
[0063] 式(1)中P为预检积分的伪码周期数,N为伪码周期的码片长度,f。为扩频码速 率,T"^为写满一个缓存器的时间,即捕获数据采样时间;式(2)中fWS为高倍时钟频率,M 为并行相关路数,Nw历串行捜索中功率计算的系统延时拍数,Tws为串行捜索的系统延时, Tff。。为每个频率单元的捜索时间,即捕获数据处理时间。
[0064] 为了保证捕获过程中频率维和相位维捜索过程的相对独立,达到一个数据采样周 期完成一个频率单元捜索的速度,则存在时序约束条件:
[006引窗t)〉Tf"q 做
[0066]由式(3)可得数据缓存子模块(203)中最小固定延时参数T"ait的计算式(4):
[0067]
(夺)
[0068]采用载波辅助码多普勒补偿方法提取固定补偿因子即可获得码多普勒补偿的频 率控制字。下面采用具体的实施例对固定补偿因子的提取方法进行说明:
[0069] 假设当前捜索频率单元下的多普勒频率的相位控制字为fdji。。,对应的相位累加 时钟为标称码速率的相位控制字为fejn。。,补偿后码速率的相位控制字为feun。。,对应 的相位累加时钟均为f。,;所有相位累加字长均设定为32位;那么根据孤S原理可知,当前 捜索频率单元下的多普勒频率fd,标称码速率频率为f。,补偿后的码速率为f。。分别为:
[0073] 码多普勒由卫星与接收机在其连线方向上的相对运动造成,补偿后的码速率计算 公式为:
[0074]
(8)
[007引式做中,F。为测量信号的标称射频中屯、频率;
[007引将式巧)、化)、(7)代入式做,化简可得:
[0077]
(9)
[007引由于捜索过程中,下变频的控制量为当前捜索载波频率的相位控制字fdjn。。,而且 降采样抽取速率的控制量为补偿后码速率的相位控制字为的2倍,因此对式(9)的 等号两边同时乘W2,可得:
[007引
(10)
[0080]式(9)中,利用标称码速率的相位控制字f。。。、载波DDS的相位累加时钟ft,W及测量信号的标称射频中屯、频率F。,即可获得载波辅助下的码多普勒补偿方法的固定乘数 因子▽,即:
[00引]
(11)
[008引将式(6)代入式(11),化简可得:
[008引
…)
[0084] 式中,M=fc_s/fd_s;
[0085] 在时域捜索过程中,数字下变频前不需要对数字中频信号进行变速率处理,一般 情况下,载波DDS的相位累加时钟可取为数据采样时钟,而码速率的相位累加时钟f 可取为捕获的快速处理时钟,两者通过双端口存储进行时钟域的隔离。为了有效的提高捕 获速度,一般M取> 2的正整数,且不能使捕获处理时钟ftJS过器件的最快处理速度。
[0086] 在捕获阶段,由于捜索时延的存在,快速捜索获得的码相位与即时码相位间均存 在着较大的偏差,为了更快的获得即时信号对应的码相位,w便直接迁入跟踪环路,必须考 虑信号动态条件的影响。下面结合具体的实施例对快速获得即时信号码相位的相位补偿方 法进行说明:
[0087] 参照图4中频率捜索和相位捜索的时序关系,在遍历整个多普勒变化范围后,W 捜索信号峰值对应的载波频点为中屯、,根据配置参数子模块(212)提取的捜索控制参数再 次进行小范围的频率捜索,收敛在捜索频率单元下,数据采样完成时刻与口限判 决时刻(404)之间,由多普勒变化率引起的最大频率偏移。同时输出峰值信号对应的码相 位参数,并对相位参数进行延时补偿处理获得口限判决时刻(404)的即时信号码相位估计 值,根据图4所示,可W归纳出即时信号的相位补偿方法:
[008引 Twmp= (M-f油)?化加+了?) (蝴
[0089] rUp=Tc"mp* (2.fc) (14)
[0090] 式(蝴中,M为捜索的频率单元数,fid为当前捜索的频点引索号,引索范围0~ M-1,T。^为当前捜索频率峰值对应码相位与口限判决时刻之间的延时量;式(14)中,N。^ 为当前捜索频点对应相位的补偿码片。
[0091] 如图5所示,为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,运是一个完整的=频多通道数字中频信号复用一个捕获模块的处理流程。
[0092] 步骤601 :初始化捕获输出数据,设定起始捕获波段1的状态;
[0093] 步骤602 :采样捕获输出数据,判断当前波段捕获的完成状态并根据捕获成功与 否,输出相应通道的捕获成功的数据;
[0094] 步骤603 :判断波段1捜索状态为未完成状态;
[0095] 步骤604 :初始化波段1的捕获参数,包括捜索通道的码组,捕获口限,控制参数, 补偿参数等;
[0096] 步骤605 :使能波段1的数字中频数据通路;
[0097] 步骤606 :锁存使能波段对应ADC输出的数字中频数据,启动捕获;
[0098] 步骤607 :复用快速捕获模块完成使能波段的捕获处理。
[0099] 步骤607的捕获处理过程描述如下:a.由参数设置中的起始捜索频点对输入中频 数据进行数字下变频处理;b.W2倍码速率对下变频数据进行降采样,获得捜索频率单元 下待解扩积分的数据流;C.采用两个存
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1