决，得到载波能量和载波频率； (10) 、将步骤(9)得到的载波能量与设定的捕获门限进行比较，其中：若载波能量大于 或等于捕获门限，则认为捕获成功，输出载波频率作为捕获频率;若载波能量小于捕获门 限，否则认为捕获失败，重新进行捕获。2. 根据权利要求1所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，其特征在 于:在步骤(2)中，第j个频谱搬移支路的本地载波频率设定为，j = 0，l，. . .，M- 1，N为设定FFT变换点数。3. 根据权利要求2所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，其特征在 于:在步骤(3)中，第j个频谱搬移支路的第k个频点的能量E(j，k) = | X(j，k) |2，X(j，k)为第 j个支路中频谱搬移信号FFT变换结果中的第k个值;所述频点对应的频率为F( j，k):4.根据权利要求1所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，其特征在 于:在步骤(6)中，对第z个频率区进行频点验证，z = l、2.....Z，具体验证过程如下： (6a)、将第z个频率区内V次谱线峰值搜索结果形成频率矩阵Fz:其中，ν=1、2、···、ν，ρ=1、2、···、Ρ; (6b)、将频率矩阵Fz第1行的第ρ个频点FHp，^与第2行~第V行的频点分别进行比 较，在每行中选取〇~1个频点，然后将选取的频点归为一组，并将组内各频点的能量求和作 为该组的总能量，即：在P = l、2.....P时，分别执行如下操作，选取与频点Κα,ρ,ζ)归为一 组的频点： 在第2行的Ρ个频点F' (2，1，ζ)~F' (2，Ρ，ζ)中，查找与F' (1，ρ，ζ)的频差小于设定门限 △ fth的频点，在所述查找的频点中选取能量最大的1个频点； 在第3行的P个频点F' (3，1，z)~F' (3，P，z)中，查找与F' (1，p，z)的频差小于设定门限 △ fth的频点，在所述查找的频点中选取能量最大的1个频点； 依次类推，在第V行的P个频点F' (V，1，Z)~F' (V，P，Z)中，查找与F' (1，p，Z)的频差小于 设定门限A fth的频点，在所述查找的频点中选取能量最大的1个频点； 然后将从第2行~第V行选取的频点和Κα,ρ,ζ)归为一组，将组内各频点的能量求和 作为该组的总能量； (6(：)、将频率矩阵匕第2行的第?个频点？/(2，？，2)与第3行~第￥行的频点分别进行比 较，在每行中选取〇~1个频点，然后将选取的频点归为一组，并将组内各频点的能量求和作 为该组的总能量，即：在P = l、2.....Ρ时，分别执行如下操作，选取与频点ΚΟ,ρ,ζ)归为一 组的频点： 在第3行的Ρ个频点F' (3，1，ζ)~F' (3，Ρ，ζ)中，查找与F' (2，ρ，ζ)的频差小于设定门限 △ fth的频点，在所述查找的频点中选取能量最大的1个频点； 在第4行的P个频点F' (4，1，z)~F' (4，P，z)中，查找与F' (2，p，z)的频差小于设定门限 △ fth的频点，在所述查找的频点中选取能量最大的1个频点； 依次类推，在第V行的P个频点F' (V，1，Z)~F' (V，P，Z)中，查找与F' (2，p，Z)的频差小于 设定门限A fth的频点，在所述查找的频点中选取能量最大的1个频点； 然后将从第3行~第V行选取的频点和F' (2，p，z)归为一组，将组内各频点的能量求和 作为该组的总能量； (6d)、依次类推，将频率矩阵Fz第V-1行的第p个频点F' (V-l，p，z)与第V行的P个频点F' (￥，1，2)~?/(￥少，2)进行比较，查找与?/(￥-1，？， 2)的频差小于设定门限八以的频点，在所 述查找的频点中选取能量最大的1个频点与FlV-Ι,ρ,ζ)归为一组，将组内各频点的能量求 和作为该组的总能量； (6e)、在步骤(6b)~(6d)查找到的多组频点中，如果存在Mz组的频点个数大于设定值S， 则进行如下判断： 如果Mz = 0，则判断第z个频率区内无信号，其输出频点数为0; 如果Mz 2 1，则判断第z个频率区内存在信号，并在Mz组频点中选取总能量最大的一组频 点作为第z个频率区的输出频点。5. 根据权利要求1所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，其特征在 于:在步骤(8)中，第ζ'个具有输出频点的频率区的频率估计值为多普勒变化 率为) Y =1、2、. . .、Z、festimate(Zy和β(Ζ〇具体计算过程如下： (8a)、根据如下公式计算第ζ'个具有输出频点的频率区的多普勒变化率?Κζ'):(8b)、根据如下公式计算第ζ'个具有输出频点的频率区的频率估计值6. 根据权利要求1所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，其特征在 于:在步骤(9)中，将当前时刻的Z'个频点按能量降序排列，选取所述排列后的前Z th个频点， 对所述前Zth个频点进行对称性判决，得到载波能量和载波频率。7. 根据权利要求1所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，其特征在 于:在步骤(9)中，将当前时刻的Z'个频点按能量降序排列，选取所述排列后的前Z th个频点， 然后根据多普勒变化率从所述Zth个频点中剔除噪声，得到Zs个真实信号频点，然后对所述 Zs个真实信号频点进行对称性判决，得到载波能量和载波频率。8. 根据权利要求7所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，其特征在 于:根据多普勒变化率从所述Zth个频点中剔除噪声，具体实现过程如下： (9a)、将选取的Zth个频点按照能量降序排列； (9b)、将每个频点与后续频点的多普勒变化率作差，根据得到的差值对各频点进行分 组，具体实现过程如下： 将第1个频点的多普勒变化率分别与第2~Zth个频点的多普勒变化率作差，如果得到的 差值小于设定的门限值Pth，则将进行对比的频点与第1个频点归为一组； 将第2个频点的多普勒变化率分别与第1个和第3~Zth个频点的多普勒变化率作差，如 果得到的差值小于设定的门限值Pth，则将进行对比的频点与第2个频点归为一组； 依次类推，将第Zth个频点的多普勒变化率与第1~Zth-Ι个频点的多普勒变化率作差，如 果得到的差值小于设定的门限值0th，则将进行对比的频点与第Zth个频点归为一组； (9c)、在步骤(9b)得到的各组频点中，选取频点个数最多的一组频点作为真实信号频 谱;如果存在多组频点的频点个数均为最多，则在频点个数最多的多组频点中，保留能量和 最大的一组频点，作为剔除噪声后的真实信号频点。9.根据权利要求1~8之一所述的一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法， 其特征在于:在步骤(9)中，对一组频点进行对称性判决，得到载波能量和载波频率，具体判 决过程如下： (a) 、将进行对称性判决的频点按能量降序排列，然后将每个频点与之后的各频点进行 能量对比，如果两个对比频点之间的能量差小于设定门限值AE th，则在所述两个频点之间 增加一个频点，其中：新增频点的频率为两个对比频点的频率均值，且新增频点的能量为两 个对比频点的能量和； (b) 、步骤(a)在原始频点组中插入新增频点后，频点组中共有K。个频点，将所述K。个频 点按照能量降序排列； (c) 、将步骤(b)降序排列后的各频点进行频率对比，其中：依次选取每个频点作为基准 频点，然后将所述基准频点与后续各频点依次进行频率对比，如果后续频点与基准频点之 间的频率差小于设定的频差门限A fth，则后续频点与基准频点归为一组； (d) 、经过步骤(c)的处理后，得到多个频点分组，选择频点个数最多的一个分组中的基 准频点作为对称中心频点，并将所述对称中心频点的能量和频率作为载波能量和载波频 率。
【专利摘要】本发明提供了一种适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获方法，该方法首先对输入的数字基带信号进行降采样滤波，得到降采样后的数字基带信号；然后将该数字基带信号分别与多组设定的本地载波进行混频，实现基带信号的频谱搬移；再对每个频谱搬移支路信号进行FFT变换，计算各谱线的功率并分区搜索谱线峰值，存储搜索结果；完成若干次搜索后再进行频点验证，排除噪声干扰，得到真实信号谱线；最后对得到的真实信号谱线进行对称性判决，确定捕获结果。该方法通过频谱搬移提高频率分辨率，并对整个捕获范围按频率进行分区搜索峰值，通过多次捕获统计找出真实信号，可在低信噪比的环境下实现微弱信号的搜索，适用于任意调制度的FM、PM信号载波捕获。
【IPC分类】H04B1/7083, H04B1/7077
【公开号】CN105680905
【申请号】CN201610028160
【发明人】吴志强, 张阁, 朱晓辉, 吕德东, 刘茹
【申请人】中国空间技术研究院
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月15日