一种差分位同步方法及装置的制造方法

文档序号:9451531阅读:401来源:国知局
一种差分位同步方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星导航定位技术领域,尤指卫星信号位同步的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 目前全球导航卫星系统(GNSS)系统已经广泛的应用于我们生活的各个方面。然 而,由于卫星信号经过远距离的传输,其信号能量非常弱,很容易受到由于地面附近的物体 的阻挡和遮蔽而造成信号低于正常信号-20~_30dB。为此,需要新的技术来进行卫星导航 信号的捕获和跟踪。
[0003] 为了捕获弱的卫星信号,需要进行长时间的信号累加。然而,由于卫星信号传输中 带有导航电文,无法直接进行长期相关累积,因此,需要首先进行导航信号的位边界判决。 目前常用的位边界判决方法采用直方图方法,直方图方法采用硬判决机制,在弱信号条件 下可靠性低。最近提出了基于最大自然拟合的方法来进行位判决,在弱信号下取得了好的 同步概率,然而该方法易受捕获信号频率偏差的影响。为此,我们提出了一种新型的位同步 算法,采用差分累加方法来消除频率偏差的影响,比提出了两种不同的累加函数,采用了长 距离的差分方案。本发明提出的方法能够适应大的多普勒偏差,在弱信号和高动态情况下 具有广泛的应用前景。

【发明内容】

[0004] 本发明公开了一种差分位同步方法,该方法读取通道I支路相关积分数据和Q支 路数据。若存在二次编码的导航信号,则进行二次编码剥离;若不存在二次编码,则不进行 编码剥离过程。首先假设所有可能的位边界,对每一个可能的位边界进行数据差分相关,利 用提出的累加函数进行累加,然后比较累加结果。在所有可能的位边界中,数据累加值最大 的可能边界为真实符号位边界。
[0005] 为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
[0006] 读取通道I支路相关积分数据和Q支路数据;
[0007] 假设所有可能的位边界;
[0008] 若存在二次编码的导航信号,则进行二次编码剥离;若不存在二次编码,则不进行 编码剥离过程;
[0009] 进行数据差分相关;
[0010] 利用提出的累加函数进行累加;
[0011] 对所有可能位边界累加结果进行比较,判定数据跳变数最大的可能边界为真实符 号位边界。
[0012] 优选的,二次编码剥离,包括:依据二次编码的生成方式,生成二次编码序列。将I支路相关积分数据和Q支路数据与二次编码序列进行相乘,实现二次编码剥离,得到剥离 后I支路和Q支路数据。
[0013] 优选的,数据跳变检测采用差分相,相关函数为:
[0016]
[0014]
[0015] 优选的,累加函数可以选择为
[0017]
[0018]
[0019] 其中Sign_changep为假设的位置p为可能的数据跳变,II和QQ为二次编码剥离 后的I支路和Q支路数据,N为用于位同步的所有符号位的数量,k为进行差分计算时的差 分距离,DM为用于位同步的差分累积积分的数量。
[0020] 优选的,根据信号强度和多普勒变化的特点,选择不同的差分累积积分的长度DM。
[0021] 优选的,根据位同步信号的符号数量进行选择合适的差分距离k。
[0022] 本发明还提供了一种差分位同步装置,所述装置包括:天线,射频模块,跟踪模块, 二次编码剥离模块,差分相关模块,利用累加函数进行累加模块,累加结果判决模块和判决 输出模块。其中,
[0023] 所述天线,用于接收获取的卫星信号;
[0024] 所述射频模块,用于将卫星信后进行下变频与采样输出;
[0025] 所述跟踪模块,用于捕获跟踪各卫星,生成相关积分数据;
[0026] 所述二次编码剥离模块,用于将具有二次编码信号进行二次编码剥离过程,输出 剥离后的数据;
[0027] 所述差分相关模块,用于进行信号的差分相关;
[0028] 所述位边界判决模块,用于比较检测结果,判定数据跳变数最大的可能边界为真 实符号位边界;
[0029] 所述判决输出模块,用于将判决的结果输出,用于长时间累加。
[0030] 优选的,二次编码剥离,包括:依据二次编码的生成方式,生成二次编码序列。将 I支路相关积分数据和Q支路数据与二次编码序列进行相乘,实现二次编码剥离,得到剥离 后I支路和Q支路数据。
[0031] 优选的,数据跳变检测采用差分相关,相关函数为:
[0032]
[0033] 优选的,累加函数可以选择为
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 其中Sign_changep为假设的位置p为可能的数据跳变,II和QQ为二次编码剥离 后的I支路和Q支路数据,N为用于位同步的所有符号位的数量,k为进行差分计算时的差 分距离,DM为用于位同步的差分累积积分的数量。
[0038] 优选的,根据信号强度和多普勒变化的特点,选择不同的差分累积积分的长度DM。
[0039] 优选的,根据位同步信号的符号数量进行选择合适的差分距离k。
【附图说明】
[0040] 为了更加清楚的说明本发明实施例中的技术方法,下面将对实施例描述中所需的 附图做一下简单介绍:
[0041] 图1为本发明信号捕获方法的流程示意图;
[0042] 图2为本发明实施例的装置结构示意图;
【具体实施方式】
[0043] 以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本发明技术方案的特征及其技 术效果,但本发明不局限于本实施例。
[0044] 如图1所示,本发明提供了差分位同步方法的一实施例,所述方法包括以下步骤:
[0045] 步骤101,读取通道I支路相关积分数据和Q支路数据。获取跟踪通道相关通道输 出的I支路相关积分数据和Q支路数据,作为位同步的初始输入信息。
[0046] 步骤102,假设所有可能的位边界;
[0047] 步骤103,二次编码序列剥离。若存在二次编码的导航信号,则进行二次编码剥离; 若不存在二次编码,则不进行编码剥离过程;
[0048] 优选的,二次编码剥离,包括:依据二次编码的生成方式,生成二次编码序列。将 I支路相关积分数据和Q支路数据与二次编码序列进行相乘,实现二次编码剥离,得到剥离 后I支路和Q支路数据。
[0049] 步骤104,数据位进行差分相关;
[0050] 优选的,数据跳变检测采用差分相关的相关函数为:
[0051]
[0052] 步骤105,利用累加函数对相关结果进行累加:
[0053] 优选的,累加函数可以选择为:
[0054]
[0055]
[0056]
[0057] 其中Sign_changep为假设的位置p为可能的数据跳变,II和QQ为二次编码剥离 后的I支路和Q支路数据,N为用于位同步的所有符号位的数量,k为进行差分计算时的差 分距离,DM为用于位同步的差分累积积分的数量。
[0058] 优选的,根据信号强度和多普勒变化的特点,选择不同的差分累积积分的长度DM。
[0059] 优选的,根据位同步信号的符号数量进行选择合适的差分距离k。
[0060] 步骤106,对所有的可能的位边界累加结果进行判决,从而得到正确的位边界。
[0061] 通过以上的步骤,可以实现不同信号的位同步过程,并根据信号特征进行优化处 理。
[0062] 本发明的一个实施例如下,但本发明并不局限于这一个实现方式。
[0063] 图2是本发明实施例的装置结构示意图。下面以图2所示的差分位同步结构示意 图为例说明本发明实
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