一种信号捕获方法和装置与流程

1.本公开涉及通讯技术领域，特别涉及一种信号捕获方法和装置。


背景技术：

2.当前，卫星物联网的发展越来越迅猛，尤其低轨卫星领域里的通信网，在卫星数量不足的时候，不能保持和地面网一样的实时性。
3.线性调频体制作为一种先进的扩频体制，现在被广泛的应用于卫星通信中，但是由于卫星通信中的多普勒较大，而且线性调频体制的多普勒和位同步之间具有相关性，给捕获带来困难，所以在设计卫星信号的同步头时，会增加额外的符号来消除多普勒和位同步之间的相关性，这样一来便增加了同步头的长度，降低了数据传输的效率，也使得捕获的复杂性变得更高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本公开提供一种信号捕获方法和装置，实现对卫星信号更高效的捕获，降低同步头信号占用时间，降低捕获复杂度。
5.本公开的技术方案是这样实现的：一种信号捕获方法，包括：接收射频信号，所述射频信号中包含卫星信号，所述卫星信号中包含同步头信号，其中，所述同步头信号包括连续的第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号，所有升频符号的带宽均相等，所有升频符号的扩频增益均相等；对所述射频信号进行预处理，得到多普勒频偏数据集，所述多普勒频偏数据集中包括所述第一升频符号、所述第二升频符号和所述第三升频符号各自的频偏数据；根据所述多普勒频偏数据集、所述升频符号的扩频增益和标准符号数据，得到频域结果数据集，所述频域结果数据集中的每一个频域结果数据均包含幅度值相位值；通过所述频域结果数据集中的所述幅度值，得到所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置；根据所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置、所述扩频增益和所述标准符号数据，得到所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差；根据所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差、所述扩频增益和所述带宽，得到多普勒频偏；根据所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿，完成所述卫星信号的捕获。
6.进一步，所述根据所述多普勒频偏数据集、所述升频符号的扩频增益和标准符号数据，得到频域结果数据集，包括：在所述多普勒频偏数据集中得到data[1]至data[2n]，其中，data[1]为所述多普勒频偏数据集的起始频偏数据，2n为所述扩频增益，data[2n]为从所述多普勒频偏数据集中
的data[1]开始的第2n个频偏数据，其中，n为不小于8的正整数；将data[1]至data[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第一中间结果符号数据；对所述2n个第一中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到所述频域结果数据集，其中，所述频域结果数据集包括a[1]至a[2n]，其中，a[1]为对应于data[1]的频域结果数据，a[2n]为对应于data[2n]的频域结果数据。
[0007]
进一步，所述2n个标准符号数据为：f(t)=cos(π*(t-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(t-2
n-1
)2/2n)*i其中，f(t)为第t个标准符号数据，0≤t≤2
n-1
，i为虚数符号。
[0008]
进一步，所述通过所述频域结果数据集中的所述幅度值，得到所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置，包括：从所述频域结果数据集的起始频域结果数据开始的所述扩频增益的数量的频域结果数据中，得到所述幅度值最大的频域结果数据；在所述幅度值最大的频域结果数据满足捕获条件的情况下，将与所述幅度值最大的频域结果数据对应的频偏数据在所述多普勒频偏数据集中所在的位置确定为所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置。
[0009]
进一步，所述从所述频域结果数据集的起始频域结果数据开始的所述扩频增益的数量的频域结果数据中，得到所述幅度值最大的频域结果数据，包括：在所述频域结果数据集中得到a[1]至a[2n]，其中，a[1]为所述频域结果数据集的起始频域结果数据，a[2n]为从所述频域结果数据集中的a[1]开始的第2n个频域结果数据；对a[1]至a[2n]的所有2n个频域结果数据的幅度值进行比对，得到其中幅度值最大的频域结果数据a[k]，其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在所述频域结果数据集中的序号，1≤k≤2n。
[0010]
进一步，所述捕获条件为：其中，为幅度值最大的频域结果数据的幅度值，为第k个频域结果数据的幅度值，1≤k≤2n且k为整数，n为不小于8的正整数；所述将与所述幅度值最大的频域结果数据对应的频偏数据在所述多普勒频偏数据集中所在的位置确定为所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置，包括：将data[k]在所述多普勒频偏数据集中所在的位置，确定为所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置，其中，data[k]为幅度值最大的频域结果数据a[k]对应的频偏数据，其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在所述频域结果数据集中的序号。
[0011]
进一步，所述根据所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置、所述扩频增益和所述标准符号数据，得到所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，包括：在所述多普勒频偏数据集中，根据所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中
的起始位置、所述扩频增益，得到所述第一起始位置之后的所述第二升频符号的频偏数据和所述第三升频符号的频偏数据；根据所述第二升频符号的频偏数据、所述第三升频符号的频偏数据、所述扩频增益和所述标准符号数据，得到所述第二升频符号的频域结果数据集和所述第三升频符号的频域结果数据集，其中，所述第二升频符号的频域结果数据集和所述第三升频符号的频域结果数据集中的每一个频域结果数据均包含幅度值相位值；从所述第二升频符号的频域结果数据集和所述第三升频符号的频域结果数据集中，分别得到所述第二升频符号的第一个频域结果数据和所述第三升频符号的第一个频域结果数据；根据所述第二升频符号的第一个频域结果数据和所述第三升频符号的第一个频域结果数据，得到所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差。
[0012]
进一步，所述根据所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置、所述扩频增益，得到所述第一起始位置之后的所述第二升频符号的频偏数据和所述第三升频符号的频偏数据，包括：通过下式得到所述第二升频符号的频偏起始位置数据、所述第三升频符号的频偏起始位置数据、所述第二升频符号的频偏结束位置数据、所述第三升频符号的频偏结束位置数据：data2[1]=data[1+2
n-k]data3[1]=data[1+2*2
n-k]data2[2n]=data[2*2
n-k]data3[2n]=data[3*2
n-k]其中，k为所述第一升频符号的起始位置在所述多普勒频偏数据集中的序号，1≤k≤2n，data2[1]为所述第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data3[1]为所述第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data2[2n]为所述第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据，data3[2n]所述第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据；将data[1+2
n-k]至data[2*2
n-k]确定为所述第二升频符号在所述多普勒频偏数据集中的频偏数据，将data[1+2*2
n-k]至data[3*2
n-k]确定为所述第三升频符号在所述多普勒频偏数据集中的频偏数据。
[0013]
进一步，所述根据所述第二升频符号的频偏数据、所述第三升频符号的频偏数据、所述扩频增益和所述标准符号数据，得到所述第二升频符号的频域结果数据集和所述第三升频符号的频域结果数据集，包括：将data2[1]至data2[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第二中间结果符号数据，其中，data2[1]至data2[2n]为所述第二升频符号的频偏数据，2n为所述扩频增益，n为不小于8的正整数；对所述2n个第二中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到所述第二升频符号的频域结果数据集，其中，所述第二升频符号的频域结果数据集包括b[1]至b[2n]，其中，b[1]为对应于data2[1]的频域结果数据，b[2n]为对应于data2[2n]的频域结果数据；
将data3[1]至data3[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第三中间结果符号数据，其中，data3[1]至data3[2n]为所述第三升频符号的频偏数据；对所述2n个第三中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到所述第三升频符号的频域结果数据集，其中，所述第三升频符号的频域结果数据集包括c[1]至c[2n]，其中，c[1]为对应于data3[1]的频域结果数据，c[2n]为对应于data3[2n]的频域结果数据。
[0014]
进一步，所述从所述第二升频符号的频域结果数据集和所述第三升频符号的频域结果数据集中，分别得到所述第二升频符号的第一个频域结果数据和所述第三升频符号的第一个频域结果数据，包括：从b[1]至b[2n]中得到b[1]，其中，b[1]至b[2n]为所述第二升频符号的频域结果数据集，b[1]为所述第二升频符号的第一个频域结果数据；从c[1]至c[2n]中得到c[1]，其中，c[1]至c[2n]为所述第三升频符号的频域结果数据集，c[1]为所述第三升频符号的第一个频域结果数据。
[0015]
进一步，所述根据所述第二升频符号的第一个频域结果数据和所述第三升频符号的第一个频域结果数据，得到所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，包括：将b[1]的相位值与c[1]的相位值相减，得到所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，其中，b[1]为所述第二升频符号的第一个频域结果数据，c[1]为所述第三升频符号的第一个频域结果数据。
[0016]
进一步，所述根据所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差、所述扩频增益和所述带宽，得到多普勒频偏，包括：通过下式得到所述多普勒频偏θ/2π*bw/2n其中，θ为所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，2n为所述扩频增益，bw为所述带宽。
[0017]
进一步，所述根据所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿，包括：通过下式对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿data[k]*e
iθk
其中，data[k]为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的第k个频偏数据，k为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据的序号，θ为所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，i为虚数符号。
[0018]
进一步，所述对所述射频信号进行预处理，得到多普勒频偏数据集，包括：将所述射频信号进行下变频，得到中频信号；对所述中频信号进行模数采样，得到采样信号；对采样信号进行数字滤波，得到滤波信号，其中，滤波带宽为所述升频符号的带宽的1.3倍；对所述滤波信号进行数字下变频，得到包含零中频信号和镜像信号的混合信号；对所述混合信号进行滤波，得到所述零中频信号；
对所述零中频信号进行降采样，得到所述多普勒频偏数据集。
[0019]
进一步，所述同步头信号最多包括连续的六个升频符号，并且，所述同步头信号不包含同步头结束符号。
[0020]
一种信号捕获装置，包括：信号接收模块，被配置为执行接收射频信号，所述射频信号中包含卫星信号，所述卫星信号中包含同步头信号，其中，所述同步头信号包括连续的第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号，所有升频符号的带宽均相等，所有升频符号的扩频增益均相等；频偏数据获得模块，被配置为执行对所述射频信号进行预处理，得到多普勒频偏数据集，所述多普勒频偏数据集中包括所述第一升频符号、所述第二升频符号和所述第三升频符号各自的频偏数据；频域结果获得模块，被配置为执行根据所述多普勒频偏数据集、所述升频符号的扩频增益和标准符号数据，得到频域结果数据集，所述频域结果数据集中的每一个频域结果数据均包含幅度值相位值；起始位置获得模块，被配置为执行通过所述频域结果数据集中的所述幅度值，得到所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置；相位差获得模块，被配置为执行根据所述第一升频符号在所述多普勒频偏数据集中的起始位置、所述扩频增益和所述标准符号数据，得到所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差；多普勒频偏获得模块，被配置为执行根据所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差、所述扩频增益和所述带宽，得到多普勒频偏；多普勒补偿模块，被配置为执行根据所述第二升频符号和所述第三升频符号的相位差，对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿，完成所述卫星信号的捕获。
[0021]
一种电子设备，包括：处理器；用于存储所述处理器的可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令，以实现如上任一项所述的信号捕获方法。
[0022]
一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的至少一条指令被电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够实现如上任一项所述的信号捕获方法。
[0023]
从上述方案可以看出，本公开实施例的信号捕获方法和装置，实现了仅利用卫星信号的同步头信号中的升频符号对卫星信号的捕获，因此，同步头信号中不需要增加同步头结束符号，采用本公开实施例的信号捕获方法和装置，卫星信号中在多个连续的升频符号后可以直接紧跟数据信号，因此节省了同步头结束符号所占时间，并且降低了卫星信号的捕获复杂度。
附图说明
[0024]
图1是根据一示意性实施例示出的一种信号捕获方法的流程图；图2是根据一示意性实施例示出的得到多普勒频偏数据集的流程图；
图3是根据一示意性实施例示出的得到频域结果数据集的流程图；图4是根据一示意性实施例示出的得到第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置的流程图；图5是根据一示意性实施例示出的得到幅度值最大的频域结果数据的流程图；图6是根据一示意性实施例示出的得到第二升频符号和第三升频符号的相位差的流程图；图7是根据一示意性实施例示出的一种信号捕获方法的应用场景流程图；图8a是根据一示意性实施例示出的升频符号的幅度随时间变化示意图；图8b是根据一示意性实施例示出的升频符号的频率随时间变化示意图；图9是根据一示意性实施例示出的下变频的示意图；图10是根据一示意性实施例示出的卫星信号数据包格式示意图；图11是一种现有的卫星信号数据包格式示意图；图12是根据一示意性实施例示出的一种信号捕获装置的逻辑结构图；图13是本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0025]
为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本公开作进一步详细说明。
[0026]
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]
图1是根据一示意性实施例示出的一种信号捕获方法流程图，如图1所示，该信号捕获方法主要包括以下步骤101至步骤107。
[0028]
步骤101、接收射频信号，射频信号中包含卫星信号，卫星信号中包含同步头信号，其中，同步头信号包括连续的第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号，所有升频符号的带宽均相等，所有升频符号的扩频增益均相等。
[0029]
在一些实施例中，为了确保对卫星信号的快速捕获，避免漏捕获的情况，同步头信号包括连续的六个升频符号，其中第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号包含在连续的六个升频符号中。这样，在六个升频符号当中的第一个升频符号漏捕获的情况下，后面的升频符号可以补上，可以防止因为错过升频符号而导致整个数据帧的丢失的情况。
[0030]
在一些实施例中，为了节省同步头信号的时间，同步头信号最多包括连续的六个升频符号，并且，同步头信号不包含同步头结束符号。
[0031]
在一些实施例中，卫星信号中还包含同步头信号之后的数据域信号。
[0032]
步骤102、对射频信号进行预处理，得到多普勒频偏数据集，多普勒频偏数据集中包括第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号各自的频偏数据。
[0033]
图2是根据一示意性实施例示出的得到多普勒频偏数据集的流程图，如图2所示，
步骤102的对射频信号进行预处理，得到多普勒频偏数据集，主要包括以下步骤201至步骤206。
[0034]
步骤201、将射频信号进行下变频，得到中频信号。
[0035]
举例来说，射频信号的频率为400mhz（兆赫兹），下变频后得到的中频信号为10mhz。下变频的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0036]
步骤202、对中频信号进行模数采样，得到采样信号。
[0037]
举例来说，模数采样使用高速模数采样，模数采样时钟由外部器件输入，采样的信号是10mhz的中频模拟信号。模数采样的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0038]
步骤203、对采样信号进行数字滤波，得到滤波信号，其中，滤波带宽为升频符号的带宽的1.3倍。
[0039]
其中，滤波带宽采用升频符号的带宽的1.3倍，能够保证可以适应多普勒频偏造成的卫星信号中心频点的偏移。数字滤波前的数据中会包含频率范围很宽的噪声，经过数字滤波后得到的滤波信号中只包含卫星信号频带内的噪声，从而提升了信噪比。在实际应用场景中，滤波带宽可以还可以稍小于为升频符号带宽1.3倍，这样性能会稍有提升，但滤波带宽若设置过低的话，则会消耗更多的资源。数字滤波的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0040]
步骤204、对滤波信号进行数字下变频，得到包含零中频信号和镜像信号的混合信号。
[0041]
经过数字下变频后产生一个零中频信号和一个更高频的镜像信号。在一些实施例中，步骤204的数字下变频是用中频信号（步骤203中得到的滤波信号）和一10m中频信号进行相乘，相乘之后得到一个零中频信号和一个更高频的镜像信号。数字下变频的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0042]
步骤205、对混合信号进行滤波，得到零中频信号。
[0043]
在一些实施例中，采用数字低通滤波器对混合信号进行滤波，以滤除其中的镜像信号，得到零中频信号。滤波的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0044]
步骤206、对零中频信号进行降采样，得到多普勒频偏数据集。
[0045]
在一些实施例中，降采样的采样率为升频符号的带宽。降采样的采样率的单位和升频符号的带宽的单位是一样的。降采样的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0046]
步骤103、根据多普勒频偏数据集、升频符号的扩频增益和标准符号数据，得到频域结果数据集，频域结果数据集中的每一个频域结果数据均包含幅度值和相位值。
[0047]
图3是根据一示意性实施例示出的得到频域结果数据集的流程图，如图3所示，步骤103的根据多普勒频偏数据集、升频符号的扩频增益和标准符号数据，得到频域结果数据集，包括如下步骤301至步骤303。
[0048]
步骤301、在多普勒频偏数据集中得到data[1]至data[2n]，其中，data[1]为多普勒频偏数据集的起始频偏数据，2n为扩频增益，data[2n]为从多普勒频偏数据集中的data[1]开始的第2n个频偏数据，其中，n为不小于8的正整数。
[0049]
其中，data[1]至data[2n]的频偏数据的数量根据扩频增益2n而定，也就是说，data[1]至data[2n]的频偏数据的数量与升频符号的扩频增益相关，采用这种方式，在射频信号中包含了卫星信号的同步头信号的情况下，data[1]至data[2n]中至少包括了第一升频符
号的一部分频偏数据。需要说明是，本公开实施例中，第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号是指多个升频符号中的三个连续的升频符号，第一升频符号是该三个连续的升频符号中的第一个升频符号，第二升频符号是该三个连续的升频符号中的第二个升频符号，第三升频符号是该三个连续的升频符号中的第三个升频符号。多个升频符号是指同步头信号。
[0050]
步骤302、将data[1]至data[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第一中间结果符号数据。
[0051]
在一些实施例中，2n个标准符号数据为：f(t)=cos(π*(t-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(t-2
n-1
)2/2n)*i其中，f(t)为第t个标准符号数据，0≤t≤2
n-1
，i为虚数符号。
[0052]
基于此，2n个标准符号数据包括：f(0)= cos(π*(-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(-2
n-1
)2/2n)*if(1)=cos(π*(1-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(1-2
n-1
)2/2n)*if(2)=cos(π*(2-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(2-2
n-1
)2/2n)*i
……
f(2
n-1
)=cos(π*(2
n-1-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(2
n-1-2
n-1
)2/2n)*i具体地，步骤302中，将data[1]与f(0)相乘、将data[2]与f(1)相乘、
……
、将data[2n]与f(2
n-1
)相乘，从而得到2n个第一中间结果符号数据。
[0053]
即，第一中间结果符号数据包括：data[1]*f(0)、data[2]*f(1)、
……
、data[2n]*f(2
n-1
)。
[0054]
步骤303、对2n个第一中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换（fft，fast fourier transform），得到频域结果数据集，其中，频域结果数据集包括a[1]至a[2n]，其中，a[1]为对应于data[1]的频域结果数据，a[2n]为对应于data[2n]的频域结果数据。
[0055]
具体地，第一中间结果符号数据包括：data[1]*f(0)、data[2]*f(1)、
……
、data[2n]*f(2
n-1
)，步骤303中，对第一中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到频域结果数据集，包括：对data[1]*f(0)进行快速傅里叶变换，得到对应于data[1]的频域结果数据a[1]，对data[2]*f(1)进行快速傅里叶变换，得到对应于data[2]的频域结果数据a[2]，
……
，对data[2n]*f(2
n-1
)进行快速傅里叶变换，得到对应于data[2n]的频域结果数据a[2n]。
[0056]
步骤104、通过频域结果数据集中的幅度值，得到第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置。
[0057]
图4是根据一示意性实施例示出的得到第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置的流程图，如图4所示，步骤104的通过频域结果数据集中的幅度值，得到第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置，包括如下步骤401至步骤402。
[0058]
步骤401、从频域结果数据集的起始频域结果数据开始的、与扩频增益的数量相同的频域结果数据中，得到幅度值最大的频域结果数据。
[0059]
图5是根据一示意性实施例示出的得到幅度值最大的频域结果数据的流程图，如图5所示，步骤401的从频域结果数据集的起始频域结果数据开始的扩频增益的数量的频域结果数据中，得到幅度值最大的频域结果数据，具体包括如下步骤501至步骤502。
[0060]
步骤501、在频域结果数据集中得到a[1]至a[2n]，其中，a[1]为频域结果数据集的起始频域结果数据，a[2n]为从频域结果数据集中的a[1]开始的第2n个频域结果数据。
[0061]
步骤502、对a[1]至a[2n]的所有2n个频域结果数据的幅度值进行比对，得到其中幅度值最大的频域结果数据a[k]，其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在频域结果数据集中的序号，1≤k≤2n。
[0062]
其中，频域结果数据的表达形式例如m*e
iθ
，其中，m为幅度值，θ为相位值，i为虚数符号。对于a[1]至a[2n]的所有2n个频域结果数据都可以采用m*e
iθ
的形式表达。在一些实施例中，可以通过遍历的方法在a[1]至a[2n]中找出幅度值（m）最大的一个，在本公开实施例中记为a[k]。
[0063]
步骤402、在幅度值最大的频域结果数据满足捕获条件的情况下，将与幅度值最大的频域结果数据对应的频偏数据在多普勒频偏数据集中所在的位置确定为第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置。
[0064]
在一些实施例中，捕获条件为：其中，为幅度值最大的频域结果数据的幅度值，为第k个频域结果数据的幅度值，1≤k≤2n且k为整数，n为不小于8的正整数。
[0065]
在步骤402中，在a[k]的幅度值满足上述捕获条件的公式的情况下，将与a[k]对应的频偏数据在多普勒频偏数据集中所在的位置确定为第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位。
[0066]
在步骤402中，将与幅度值最大的频域结果数据对应的频偏数据在多普勒频偏数据集中所在的位置确定为第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置，具体包括：将data[k]在多普勒频偏数据集中所在的位置，确定为第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置，其中，data[k]为幅度值最大的频域结果数据a[k]对应的频偏数据，其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在频域结果数据集中的序号。
[0067]
步骤105、根据第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置、扩频增益和标准符号数据，得到第二升频符号和第三升频符号的相位差。
[0068]
图6是根据一示意性实施例示出的得到第二升频符号和第三升频符号的相位差的流程图，如图6所示，步骤105的根据第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置、扩频增益和标准符号数据，得到第二升频符号和第三升频符号的相位差，包括以下步骤601至步骤604。
[0069]
步骤601、在多普勒频偏数据集中，根据第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置、扩频增益，得到第一起始位置之后的第二升频符号的频偏数据和第三升频符号的频偏数据。
[0070]
在一些实施例中，步骤601进一步包括以下步骤6011至步骤6012。
[0071]
步骤6011、通过下式得到第二升频符号的频偏起始位置数据、第三升频符号的频偏起始位置数据、第二升频符号的频偏结束位置数据、第三升频符号的频偏结束位置数据：data2[1]=data[1+2
n-k]
data3[1]=data[1+2*2
n-k]data2[2n]=data[2*2
n-k]data3[2n]=data[3*2
n-k]其中，k为第一升频符号的起始位置在多普勒频偏数据集中的序号，1≤k≤2n，data2[1]为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data3[1]为第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data2[2n]为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据，data3[2n]第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据。
[0072]
步骤6012、将data[1+2
n-k]至data[2*2
n-k]确定为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏数据，将data[1+2*2
n-k]至data[3*2
n-k]确定为第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏数据。
[0073]
步骤602、根据第二升频符号的频偏数据、第三升频符号的频偏数据、扩频增益和标准符号数据，得到第二升频符号的频域结果数据集和第三升频符号的频域结果数据集，其中，第二升频符号的频域结果数据集和第三升频符号的频域结果数据集中的每一个频域结果数据均包含幅度值和相位值。
[0074]
在一些实施例中，步骤602进一步包括以下步骤6021至步骤6024。
[0075]
步骤6021、将data2[1]至data2[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第二中间结果符号数据，其中，data2[1]至data2[2n]为第二升频符号的频偏数据，2n为扩频增益，n为不小于8的正整数。
[0076]
步骤6022、对2n个第二中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到第二升频符号的频域结果数据集，其中，第二升频符号的频域结果数据集包括b[1]至b[2n]，其中，b[1]为对应于data2[1]的频域结果数据，b[2n]为对应于data2[2n]的频域结果数据。
[0077]
步骤6023、将data3[1]至data3[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第三中间结果符号数据，其中，data3[1]至data3[2n]为第三升频符号的频偏数据。
[0078]
步骤6024、对2n个第三中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到第三升频符号的频域结果数据集，其中，第三升频符号的频域结果数据集包括c[1]至c[2n]，其中，c[1]为对应于data3[1]的频域结果数据，c[2n]为对应于data3[2n]的频域结果数据。
[0079]
步骤603、从第二升频符号的频域结果数据集和第三升频符号的频域结果数据集中，分别得到第二升频符号的第一个频域结果数据和第三升频符号的第一个频域结果数据。
[0080]
在一些实施例中，步骤603进一步包括以下步骤6031至步骤6032。
[0081]
步骤6031、从b[1]至b[2n]中得到b[1]，其中，b[1]至b[2n]为第二升频符号的频域结果数据集，b[1]为第二升频符号的第一个频域结果数据。
[0082]
步骤6032、从c[1]至c[2n]中得到c[1]，其中，c[1]至c[2n]为第三升频符号的频域结果数据集，c[1]为第三升频符号的第一个频域结果数据。
[0083]
步骤604、根据第二升频符号的第一个频域结果数据和第三升频符号的第一个频域结果数据，得到第二升频符号和第三升频符号的相位差。
[0084]
在一些实施例中，步骤604具体包括：将b[1]的相位值与c[1]的相位值相减，得到第二升频符号和第三升频符号的相位
差，其中，b[1]为第二升频符号的第一个频域结果数据，c[1]为第三升频符号的第一个频域结果数据。
[0085]
步骤106、根据第二升频符号和第三升频符号的相位差、扩频增益和带宽，得到多普勒频偏。
[0086]
在一些实施例中，步骤106具体包括：通过下式得到多普勒频偏θ/2π*bw/2n其中，θ为第二升频符号和第三升频符号的相位差，2n为扩频增益，bw为升频符号的带宽。
[0087]
步骤107、根据第二升频符号和第三升频符号的相位差，对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿，完成卫星信号的捕获。
[0088]
在一些实施例中，步骤107具体包括：通过下式对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿：data[k]*e
iθk
其中，data[k]为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的第k个频偏数据，k为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据的序号，θ为第二升频符号和第三升频符号的相位差，i为虚数符号。
[0089]
本公开实施例的信号捕获方法，实现了仅利用卫星信号的同步头信号中的升频符号对卫星信号的捕获，因此，同步头信号中不需要增加同步头结束符号，采用本公开实施例的信号捕获方法，卫星信号中在多个连续的升频符号后可以直接紧跟数据信号，因此节省了同步头结束符号所占时间，并且降低了卫星信号的捕获复杂度。
[0090]
图7是根据一示意性实施例示出的一种信号捕获方法的应用场景流程图，如图7所示，该信号捕获方法的应用场景主要包括以下步骤701至步骤722。
[0091]
步骤701、接收射频信号。
[0092]
其中，射频信号中包含卫星信号，卫星信号中包含同步头信号。
[0093]
其中，同步头信号仅包括连续的六个升频符号，并且同步头信号不包含同步头结束符号。在连续的六个升频符号中，包括第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号，第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号之间是连续的。
[0094]
其中，所有升频符号的带宽均为bw，所有升频符号的扩频增益均为2n，n为不小于8的正整数。
[0095]
同步头信号包括连续的六个升频符号，能够确保对卫星信号的快速捕获，避免漏捕获的情况，这样，在六个升频符号当中的第一个升频符号漏捕获的情况下，后面的升频符号可以补上，可以防止因为错过升频符号而导致整个数据帧的丢失的情况。
[0096]
图8a是根据一示意性实施例示出的升频符号的幅度随时间变化示意图，图8b是根据一示意性实施例示出的升频符号的频率随时间变化示意图，如图8a、图8b所示，升频符号是指频率随时间的变化而从较低频率上升为较高频率的符号，在一些实施例中，如图8b所示，频率随时间的变化呈单调递增的线性关系。
[0097]
步骤702、将射频信号进行下变频，得到中频信号。
[0098]
举例来说，射频信号的频率为400mhz（兆赫兹），下变频后得到的中频信号为10mhz。下变频的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0099]
图9是根据一示意性实施例示出的下变频的示意图，如图9所示，在射频信号中含有同步头信号的情况下，同步头信号与fc（滤波器）载波经过混频器得到下变频后的中频信号，其中混频器可采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0100]
步骤703、对中频信号进行模数采样，得到采样信号。
[0101]
举例来说，模数采样使用高速模数采样，模数采样时钟由外部器件输入，采样的信号是10mhz的中频模拟信号。模数采样的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0102]
步骤704、对采样信号进行数字滤波，得到滤波信号。
[0103]
其中，滤波带宽为bw*130%。能够保证可以适应多普勒频偏造成的卫星信号中心频点的偏移。数字滤波前的数据中会包含频率范围很宽的噪声，经过数字滤波后得到的滤波信号中只包含卫星信号频带内的噪声，从而提升了信噪比。数字滤波的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0104]
步骤705、对滤波信号进行数字下变频，得到包含零中频信号和镜像信号的混合信号。
[0105]
举例来说，滤波信号为10m中频信号，经过数字下变频后产生一个零中频信号和一个更高频的镜像信号。数字下变频就是用中频信号和10m中频信号进行相乘。数字下变频的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0106]
步骤706、对混合信号进行滤波，得到零中频信号。
[0107]
其中，可采用数字低通滤波器对混合信号进行滤波，以滤除其中的镜像信号，得到零中频信号。滤波的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0108]
步骤707、对零中频信号进行降采样，得到多普勒频偏数据集。
[0109]
在一些实施例中，降采样的采样率为bw。降采样的过程可以采用现有技术实现，此处不再赘述。
[0110]
步骤708、在多普勒频偏数据集中得到data[1]至data[2n]，其中，data[1]为多普勒频偏数据集的起始频偏数据，data[2n]为从多普勒频偏数据集中的data[1]开始的第2n个频偏数据。
[0111]
步骤709、将data[1]至data[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第一中间结果符号数据。
[0112]
其中，2n个标准符号数据为：f(t)=cos(π*(t-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(t-2
n-1
)2/2n)*i其中，f(t)为第t个标准符号数据，0≤t≤2
n-1
，i为虚数符号。
[0113]
基于此，2n个标准符号数据包括：f(0)=cos(π*(-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(-2
n-1
)2/2n)*if(1)=cos(π*(1-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(1-2
n-1
)2/2n)*if(2)=cos(π*(2-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(2-2
n-1
)2/2n)*i
……
f(2
n-1
)=cos(π*(2
n-1-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(2
n-1-2
n-1
)2/2n)*i具体地，步骤709中，将data[1]与f(0)相乘、将data[2]与f(1)相乘、
……
、将data
[2n]与f(2
n-1
)相乘，从而得到2n个第一中间结果符号数据。
[0114]
即，第一中间结果符号数据包括：data[1]*f(0)、data[2]*f(1)、
……
、data[2n]*f(2
n-1
)。
[0115]
步骤710、对2n个第一中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到频域结果数据集。
[0116]
其中，频域结果数据集包括a[1]至a[2n]，其中，a[1]为对应于data[1]的频域结果数据，a[2n]为对应于data[2n]的频域结果数据。
[0117]
步骤711、在频域结果数据集中得到a[1]至a[2n]。
[0118]
其中，a[1]为频域结果数据集的起始频域结果数据，a[2n]为从频域结果数据集中的a[1]开始的第2n个频域结果数据。
[0119]
结合步骤710的说明，a[1]既是对应于data[1]的频域结果数据，又是频域结果数据集的起始频域结果数据，a[2n]既是对应于data[2n]的频域结果数据，又是从频域结果数据集中的a[1]开始的第2n个频域结果数据。
[0120]
步骤712、对a[1]至a[2n]的所有2n个频域结果数据的幅度值进行比对，得到其中幅度值最大的频域结果数据a[k]。
[0121]
其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在频域结果数据集中的序号，1≤k≤2n。
[0122]
其中，频域结果数据的表达形式例如m*e
iθ
，其中，m为幅度值，θ为相位值，i为虚数符号。对于a[1]至a[2n]的所有2n个频域结果数据都可以采用m*e
iθ
的形式表达。在一些实施例中，可以通过遍历的方法在a[1]至a[2n]中找出幅度值（m）最大的一个，在本公开实施例中记为a[k]。
[0123]
步骤713、判断a[k]是否满足捕获条件，如果是则执行步骤714，否则返回步骤701。
[0124]
步骤714、将与a[k]对应的data[k]在多普勒频偏数据集中所在的位置确定为第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置。
[0125]
在一些实施例中，捕获条件为：其中，为幅度值最大的频域结果数据的幅度值，为第k个频域结果数据的幅度值，1≤k≤2n且k为整数，n为不小于8的正整数。
[0126]
其中，data[k]为幅度值最大的频域结果数据a[k]对应的频偏数据，其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在频域结果数据集中的序号。
[0127]
步骤715、在多普勒频偏数据集中，根据data[k]、扩频增益，得到data[k]之后的第二升频符号的data2[1]至data2[2n]和第三升频符号的data3[1]至data3[2n]。
[0128]
具体地，通过下式得到第二升频符号的频偏起始位置数据、第三升频符号的频偏起始位置数据、第二升频符号的频偏结束位置数据、第三升频符号的频偏结束位置数据：data2[1]=data[1+2
n-k]data3[1]=data[1+2*2
n-k]data2[2n]=data[2*2
n-k]data3[2n]=data[3*2
n-k]
其中，k为第一升频符号的起始位置在多普勒频偏数据集中的序号，1≤k≤2n，data2[1]为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data3[1]为第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data2[2n]为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据，data3[2n]第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据。
[0129]
将data[1+2
n-k]至data[2*2
n-k]确定为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏数据，将data[1+2*2
n-k]至data[3*2
n-k]确定为第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏数据。
[0130]
步骤716、将data2[1]至data2[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第二中间结果符号数据。
[0131]
其中，data2[1]至data2[2n]为第二升频符号的频偏数据。
[0132]
步骤717、对2n个第二中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到b[1]至b[2n]。
[0133]
其中，b[1]至b[2n]为第二升频符号的频域结果数据集，其中，b[1]为对应于data2[1]的频域结果数据，b[2n]为对应于data2[2n]的频域结果数据。
[0134]
步骤718、将data3[1]至data3[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第三中间结果符号数据。
[0135]
其中，data3[1]至data3[2n]为第三升频符号的频偏数据。
[0136]
步骤719、对2n个第三中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到c[1]至c[2n]。
[0137]
其中，c[1]至c[2n]为第三升频符号的频域结果数据集，其中，c[1]为对应于data3[1]的频域结果数据，c[2n]为对应于data3[2n]的频域结果数据。
[0138]
步骤720、从b[1]至b[2n]中得到b[1]，从c[1]至c[2n]中得到c[1]，将b[1]的相位值与c[1]的相位值相减，得到第二升频符号和第三升频符号的相位差。
[0139]
步骤721、根据第二升频符号和第三升频符号的相位差、扩频增益和升频符号的带宽，得到多普勒频偏。
[0140]
在步骤721中，通过下式得到多普勒频偏θ/2π*bw/2n其中，θ为第二升频符号和第三升频符号的相位差，即θ由b[1]的相位值和c[1]的相位值相减而得到，2n为扩频增益，bw为升频符号的带宽。
[0141]
步骤722、对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿。
[0142]
在步骤722中，通过下式对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿：data[k]*e
iθk
其中，data[k]为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的第k个频偏数据，k为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据的序号，θ为第二升频符号和第三升频符号的相位差，即θ由b[1]的相位值和c[1]的相位值相减而得到，i为虚数符号。
[0143]
至此，完成信号捕获。
[0144]
经过步骤722后，使得多普勒补偿后的多普勒频偏变为bw/2n的整数倍。在真正的多普勒频偏为bw/2n的整数倍时，计算得到的θ为0，所以本公开实施例的信号捕获方法能够得到整数倍以外的残余多普勒频偏。
[0145]
图10是根据一示意性实施例示出的卫星信号数据包格式示意图，该卫星信号数据包格式应用于本公开实施例的信号捕获方法。如图10所示，该卫星信号数据包包括同步头和数据域，其中，同步头包括连续的6个升频符号，即升频符号1、升频符号2、升频符号3、升频符号4、升频符号5、升频符号6，数据域紧跟在升频符号6后。卫星信号数据的接收端采用本公开实施例的信号捕获方法，利用前面的6个升频符号进行多普勒捕获后便可以将多普勒锁定到bw/2n的整数倍，并且同时实现位同步，从而用于后面的数据域的解调。
[0146]
本公开实施例的信号捕获方法中，同步头仅仅只有6个升频符号，实现了更高效的线性调频扩频通信同步头以及更高效的捕获，降低了同步头占用时间，降低了捕获复杂度。
[0147]
图11是一种现有的卫星信号数据包格式示意图，如图11所示，该现有的卫星信号数据包包括同步头和数据域，与本公开技术方案不同的是，该现有的卫星信号数据包的同步头除了包括连续的6个升频符号以外还包括了在6个升频符号之后的同步头结束符号，同步头结束符号包括升频结束符号和降频符号。该现有的卫星信号数据包格式中，增加升频结束符号和降频符号是为了将多普勒频偏同步到0，并使得位同步完全同步，但是由于线性调频体制本身是一种扩频体制，所以这么做只能提升不到0.5db的解调性能，但是却付出了额外的符号时间，并且升频结束符号和降频符号需要更大的解调资源，使得解调变得复杂，引入更多的捕获不确定性。
[0148]
图12是根据一示意性实施例示出的一种信号捕获装置的逻辑结构图，如图12所示，该信号捕获装置1200包括信号接收模块1201、频偏数据获得模块1202、频域结果获得模块1203、起始位置获得模块1204、相位差获得模块1205、多普勒频偏获得模块1206和多普勒补偿模块1207。
[0149]
信号接收模块1201，被配置为执行接收射频信号，射频信号中包含卫星信号，卫星信号中包含同步头信号，其中，同步头信号包括连续的第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号，所有升频符号的带宽均相等，所有升频符号的扩频增益均相等。
[0150]
频偏数据获得模块1202，被配置为执行对射频信号进行预处理，得到多普勒频偏数据集，多普勒频偏数据集中包括第一升频符号、第二升频符号和第三升频符号各自的频偏数据。
[0151]
频域结果获得模块1203，被配置为执行根据多普勒频偏数据集、升频符号的扩频增益和标准符号数据，得到频域结果数据集，频域结果数据集中的每一个频域结果数据均包含幅度值相位值。
[0152]
起始位置获得模块1204，被配置为执行通过频域结果数据集中的幅度值，得到第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置。
[0153]
相位差获得模块1205，被配置为执行根据第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置、扩频增益和标准符号数据，得到第二升频符号和第三升频符号的相位差。
[0154]
多普勒频偏获得模块1206，被配置为执行根据第二升频符号和第三升频符号的相位差、扩频增益和带宽，得到多普勒频偏。
[0155]
多普勒补偿模块1207，被配置为执行根据第二升频符号和第三升频符号的相位差，对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿，完成卫星信号的捕获。
[0156]
在一些实施例中，频域结果获得模块1203进一步包括：第一频偏数据获得子模块，被配置为执行在多普勒频偏数据集中得到data[1]至data[2n]，其中，data[1]为多普勒频偏数据集的起始频偏数据，2n为扩频增益，data[2n]为从多普勒频偏数据集中的data[1]开始的第2n个频偏数据，其中，n为不小于8的正整数；第一中间结果符号数据获得子模块，被配置为执行将data[1]至data[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第一中间结果符号数据；第一频域结果获得子模块，被配置为执行对2n个第一中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到频域结果数据集，其中，频域结果数据集包括a[1]至a[2n]，其中，a[1]为对应于data[1]的频域结果数据，a[2n]为对应于data[2n]的频域结果数据。
[0157]
在一些实施例中，2n个标准符号数据为：f(t)=cos(π*(t-2
n-1
)2/2n)+sin(π*(t-2
n-1
)2/2n)*i其中，f(t)为第t个标准符号数据，0≤t≤2
n-1
，i为虚数符号。
[0158]
在一些实施例中，起始位置获得模块1204进一步包括：幅度值最大频域结果获得子模块，被配置为执行从频域结果数据集的起始频域结果数据开始的扩频增益的数量的频域结果数据中，得到幅度值最大的频域结果数据；起始位置确定子模块，被配置为执行在幅度值最大的频域结果数据满足捕获条件的情况下，将与幅度值最大的频域结果数据对应的频偏数据在多普勒频偏数据集中所在的位置确定为第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置。
[0159]
在一些实施例中，幅度值最大频域结果获得子模块进一步包括：第一频域结果数据获得子模块，被配置为执行在频域结果数据集中得到a[1]至a[2n]，其中，a[1]为频域结果数据集的起始频域结果数据，a[2n]为从频域结果数据集中的a[1]开始的第2n个频域结果数据；幅度值比对子模块，被配置为执行对a[1]至a[2n]的所有2n个频域结果数据的幅度值进行比对，得到其中幅度值最大的频域结果数据a[k]，其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在频域结果数据集中的序号，1≤k≤2n。
[0160]
在一些实施例中，捕获条件为：其中，为幅度值最大的频域结果数据的幅度值，为第k个频域结果数据的幅度值，1≤k≤2n且k为整数，n为不小于8的正整数。
[0161]
在一些实施例中，起始位置确定子模块进一步被配置为执行：将data[k]在多普勒频偏数据集中所在的位置，确定为第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置，其中，data[k]为幅度值最大的频域结果数据a[k]对应的频偏数据，其中，k为幅度值最大的频域结果数据的在频域结果数据集中的序号。
[0162]
在一些实施例中，相位差获得模块1205包括：
第二频偏数据获得子模块，被配置为执行在多普勒频偏数据集中，根据第一升频符号在多普勒频偏数据集中的起始位置、扩频增益，得到第一起始位置之后的第二升频符号的频偏数据和第三升频符号的频偏数据；频域结果数据集获得子模块，被配置为执行根据第二升频符号的频偏数据、第三升频符号的频偏数据、扩频增益和标准符号数据，得到第二升频符号的频域结果数据集和第三升频符号的频域结果数据集，其中，第二升频符号的频域结果数据集和第三升频符号的频域结果数据集中的每一个频域结果数据均包含幅度值相位值；第二频域结果数据获得子模块，被配置为执行从第二升频符号的频域结果数据集和第三升频符号的频域结果数据集中，分别得到第二升频符号的第一个频域结果数据和第三升频符号的第一个频域结果数据；相位差获得子模块，被配置为执行根据第二升频符号的第一个频域结果数据和第三升频符号的第一个频域结果数据，得到第二升频符号和第三升频符号的相位差。
[0163]
在一些实施例中，第二频偏数据获得子模块包括：频偏位置数据获取子模块，被配置为执行通过下式得到第二升频符号的频偏起始位置数据、第三升频符号的频偏起始位置数据、第二升频符号的频偏结束位置数据、第三升频符号的频偏结束位置数据：data2[1]=data[1+2
n-k]data3[1]=data[1+2*2
n-k]data2[2n]=data[2*2
n-k]data3[2n]=data[3*2
n-k]其中，k为第一升频符号的起始位置在多普勒频偏数据集中的序号，1≤k≤2n，data2[1]为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data3[1]为第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏起始位置数据，data2[2n]为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据，data3[2n]第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏结束位置数据；频偏数据确定子模块，被配置为执行将data[1+2
n-k]至data[2*2
n-k]确定为第二升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏数据，将data[1+2*2
n-k]至data[3*2
n-k]确定为第三升频符号在多普勒频偏数据集中的频偏数据。
[0164]
在一些实施例中，频域结果数据集获得子模块进一步包括：第二中间结果符号数据获得子模块，被配置为执行将data2[1]至data2[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第二中间结果符号数据，其中，data2[1]至data2[2n]为第二升频符号的频偏数据，2n为扩频增益，n为不小于8的正整数；第二频域结果获得子模块，被配置为执行对2n个第二中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到第二升频符号的频域结果数据集，其中，第二升频符号的频域结果数据集包括b[1]至b[2n]，其中，b[1]为对应于data2[1]的频域结果数据，b[2n]为对应于data2[2n]的频域结果数据；第三中间结果符号数据获得子模块，被配置为执行将data3[1]至data3[2n]与2n个标准符号数据分别一对一相乘，得到2n个第三中间结果符号数据，其中，data3[1]至data3[2n]为第三升频符号的频偏数据；
第三频域结果获得子模块，被配置为执行对2n个第三中间结果符号数据进行2n个点的快速傅里叶变换，得到第三升频符号的频域结果数据集，其中，第三升频符号的频域结果数据集包括c[1]至c[2n]，其中，c[1]为对应于data3[1]的频域结果数据，c[2n]为对应于data3[2n]的频域结果数据。
[0165]
在一些实施例中，第二频域结果数据获得子模块进一步包括：第二升频符号第一频域结果数据获得子模块，被配置为执行从b[1]至b[2n]中得到b[1]，其中，b[1]至b[2n]为第二升频符号的频域结果数据集，b[1]为第二升频符号的第一个频域结果数据；第三升频符号第一频域结果数据获得子模块，被配置为执行从c[1]至c[2n]中得到c[1]，其中，c[1]至c[2n]为第三升频符号的频域结果数据集，c[1]为第三升频符号的第一个频域结果数据。
[0166]
在一些实施例中，相位差获得子模块进一步被配置为执行：将b[1]的相位值与c[1]的相位值相减，得到第二升频符号和第三升频符号的相位差，其中，b[1]为第二升频符号的第一个频域结果数据，c[1]为第三升频符号的第一个频域结果数据。
[0167]
在一些实施例中，多普勒频偏获得模块1206进一步被配置为执行：通过下式得到多普勒频偏θ/2π*bw/2n其中，θ为第二升频符号和第三升频符号的相位差，2n为扩频增益，bw为带宽。
[0168]
在一些实施例中，多普勒补偿模块1207进一步被配置为执行：通过下式对后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据进行多普勒补偿data[k]*e
iθk
其中，data[k]为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的第k个频偏数据，k为后续接收的射频信号所得到的多普勒频偏数据集中的频偏数据的序号，θ为第二升频符号和第三升频符号的相位差，i为虚数符号。
[0169]
在一些实施例中，频偏数据获得模块1202进一步包括：第一下变频子模块，被配置为执行将射频信号进行下变频，得到中频信号；模数采样子模块，被配置为执行对中频信号进行模数采样，得到采样信号；第一滤波子模块，被配置为执行对采样信号进行数字滤波，得到滤波信号，其中，滤波带宽为升频符号的带宽的1.3倍；第二下变频子模块，被配置为执行对滤波信号进行数字下变频，得到包含零中频信号和镜像信号的混合信号；第二滤波子模块，被配置为执行对混合信号进行滤波，得到零中频信号；降采样子模块，被配置为执行对零中频信号进行降采样，得到多普勒频偏数据集。
[0170]
在一些实施例中，同步头信号最多包括连续的六个升频符号，并且，同步头信号不包含同步头结束符号。
[0171]
本公开实施例的信号捕获装置，实现了仅利用卫星信号的同步头信号中的升频符号对卫星信号的捕获，因此，同步头信号中不需要增加同步头结束符号，采用本公开实施例
的信号捕获装置，卫星信号中在多个连续的升频符号后可以直接紧跟数据信号，因此节省了同步头结束符号所占时间，并且降低了卫星信号的捕获复杂度。
[0172]
关于上述实施例中的信号捕获装置，其中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该信号捕获方法的实施例中进行了详细描述，此处将不作详细阐述说明。
[0173]
需要说明的是：上述实施例仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
[0174]
图13是本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。在一些实施例中，该电子设备为服务器。该电子设备1300可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器（central processing units，cpu）1301和一个或一个以上的存储器1302，其中，该存储器1302中存储有至少一条程序代码，该至少一条程序代码由该处理器1301加载并执行以实现上述各个实施例提供的信号捕获方法。当然，该电子设备1300还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该电子设备1300还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。
[0175]
在示例性实施例中，还提供了一种包括至少一条指令的计算机可读存储介质，例如包括至少一条指令的存储器，上述至少一条指令可由计算机设备中的处理器执行以完成上述实施例中的信号捕获方法。
[0176]
可选地，上述计算机可读存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，该非临时性计算机可读存储介质可以包括rom（read-only memory，只读存储器）、ram（random-access memory，随机存取存储器）、cd-rom（compact disc read-only memory，只读光盘）、磁带、软盘和光数据存储设备等。
[0177]
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。