一种用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法与流程

本发明涉及无线电传输和通信，具体涉及一种用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法。

背景技术：

1、扩频通信具有很强的抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰的能力。直序扩频通信利用高速率的扩频码来扩展待传输信息的信号带宽，接收端通过同步捕获技术将宽带扩频信息还原为原始信息，使得在低的信噪比情况下，甚至在信号被噪声淹没的情况下，也能保持可靠的通信。

2、然而，同步捕获算法的复杂度与同步捕获所需的时间，两者是矛盾的、相互制约的，并且，工程化实现的可操作性以及资源的优化方面也极为重要。为此，针对无线衰落信道下直序扩频通信系统的需求，研究如何简单有效的进行同步捕获和跟踪对于工程实际具有重要的意义。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，该方法可在工程实现时节省大量资源，提升系统性能。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、本发明提供了一种用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

6、s1、接收无线电波，并生成中频模拟信号；

7、s2、对所述中频模拟信号进行模数转换、滤波后，生成数字信号；

8、s3、对所述数字信号进行数字下变频、半带滤波、匹配滤波后，生成基带iq正交数字复信号；

9、s4、对所述基带iq正交数字复信号进行串并转换、相关取模、并串转换后，生成相关峰模值；

10、s5、对所述相关峰模值进行定期自适应相关峰捕获，得到捕获过程的处理时延和平均峰间隔；

11、s6、利用所述处理时延和所述平均峰间隔，以及搜索窗长度，划定跟踪窗口范围，对信号进行同步跟踪，得到同步后信号。

12、进一步地，步骤s4具体包括：

13、对所述基带iq正交数字复信号进行抽取，抽取倍数为过采样倍数n1，抽取的起始位置分别为1～n1，n1为正整数，得到n1路不同的抽取信号；

14、对所述n1路不同的抽取信号进行串并转换，得到n1路的串并转换数据；

15、对所述n1路不同的串并转换数据进行相关取模，并累加，得到n1路的累加模值peak_mdl2～peak_mdln1；

16、将所述n1路的累加模值peak_mdl2～peak_mdln1按照所述串并转换时的规律，进行反向操作，输出得到一路累加模值peak_mdl。

17、进一步地，所述对所述n1路不同的串并转换数据进行相关取模，并累加，得到n1路的累加模值具体包括：对第1路串并转换数据进行延迟，延迟长度为扩频因子长度n2，n2为正整数，将延迟后的串并转换数据与本地扩频序列进行相关运算；对所述相关运算的结果进行长度为n2的滑动累加，得到累加结果peak_sum1，并对所述累加结果peak_sum1进行取模，得到第1路的累加模值peak_mdl1；对其他路串并转换数据进行相关运算和累加操作，得到所述n1路的累加模peak_mdl2～peak_mdln1。

18、进一步地，步骤s5具体包括：

19、确定同步捕获间隔：所述同步捕获间隔为强制重新开始同步捕获的时间间隔，并且在每个所述同步捕获间隔区间内，产生一个捕获脉冲；

20、相关峰捕获：当检测到所述捕获脉冲时，进行所述相关峰捕获，并初始化捕获过程中用到的所有寄存器变量；当捕获第二个所述相关峰后，检测两个所述相关峰间隔是否在设定的偏差范围内，若在，则继续搜索第三个所述相关峰，并将峰值和位置记录，否则，判定第二个所述相关峰为第一个所述相关峰，并重新搜索第二个所述相关峰；

21、依此类推，直到找到n3组n4峰连续的情况，n3和n4均为正整数，判定同步捕获成功，将捕获成功标志、所述处理时延和所述平均峰间隔输出。

22、进一步地，所述相关峰捕获具体包括：

23、检测峰值保持器cnt_samp与1个所述相关峰有效数据的采样点数samp_intv的大小，若cnt_samp＜samp_intv，则检测peak_mdl与峰值寄存器peak_reg的大小，若peak_mdl＞peak_reg，则更新峰值寄存器peak_reg＝peak_mdl，记录当前peak_mdl对应的位置peak_pos，并将cnt_samp置零，否则，检测peak_mdl与1/2×peak_reg的大小，若peak_mdl＞1/2×peak_reg，则peak_reg保持不变，peak_pos保持不变，cnt_samp置零，否则，peak_reg保持不变，peak_pos保持不变，cnt_samp递增；若cnt_samp＞samp_intv，搜索到第一个所述相关峰的有效峰值，将相应的峰值和位置保存到第1个有效峰寄存器peak_reg1和peak_pos1中。

24、进一步地，步骤s6具体包括：

25、计算峰值搜索区间：根据所述捕获成功标志、所述处理时延和所述平均峰间隔输出，以及搜索窗长度，计算出搜索区间的左边界和右边界；

26、在所述搜索区间内进行搜索：在所述搜索区间内检测累加模值peak_mdl与寄存器reg_mdl的大小，若peak_mdl＞reg_mdl，则更新reg_mdl＝peak_mdl，并记录peak_mdl对应的位置peak_pos，否则，reg_mdl保持不变；

27、搜索结果输出：按照在所述搜索区间内进行搜索的搜索结果，将所述搜索区间内搜索到的最大值和最大值位置作为同步跟踪的结果输出，得到同步后信号。

28、基于同一发明构想，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述任一项所述的方法。

29、基于同一发明构想，本发明还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一项所述的方法。

30、有益效果

31、本发明提供了一种用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，该方法能够在时变多径信道下实现直序扩频的高效快速同步，并且对数据进行了分组处理，可在工程实现时节省大量资源，提升系统性能。

技术特征：

1.一种用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，其特征在于，步骤s4具体包括：

3.根据权利要求2所述用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，其特征在于，所述对所述n1路不同的串并转换数据进行相关取模，并累加，得到n1路的累加模值具体包括：

4.根据权利要求2所述的用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，其特征在于，步骤s5具体包括：

5.根据权利要求4所述的用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，其特征在于，所述相关峰捕获具体包括：

6.根据权利要求5所述的用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，其特征在于，步骤s6具体包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-6所述的方法。

8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-6所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种用于直接序列扩频系统中的自适应同步方法，包括如下步骤：S1、接收无线电波，并生成中频模拟信号；S2、对所述中频模拟信号进行模数转换、滤波后，生成数字信号；S3、对所述数字信号进行数字下变频、半带滤波、匹配滤波后，生成基带IQ正交数字复信号；S4、对所述基带IQ正交数字复信号进行串并转换、相关取模、并串转换后，生成相关峰模值；S5、对所述相关峰模值进行定期自适应相关峰捕获，得到捕获过程的处理时延和平均峰间隔；S6、利用所述处理时延和所述平均峰间隔，以及搜索窗长度，划定跟踪窗口范围，对信号进行同步跟踪，得到同步后信号。该方法可在工程实现时节省大量资源，提升系统性能。

技术研发人员：耿弯弯,常涛,马英英,张宇,席雨晨
受保护的技术使用者：天津光电通信技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12