S6中形成的M个相关器进行相关捕获判断，从M个相关器输出值中选取最大值和第二级捕获门限进行比较，确定此时系统的多普勒频移大小范围P’，完成第二级捕获，进入步骤S8，进行并行组合扩频同步帧判断处理；
[0035]步骤S8，把再接收到的数据和加上多普勒频移的载波fc+p’*fd相乘后，和M个相关器进行相关解扩处理，此时M个相关器输入M个并行组合扩频序列值，此时M个相关器输入M个并行组合扩频序列值，并对所有相关器都进行左移或者右移j个相位码元调整，对这样的M个相关器进行相关解扩处理，从中选出最大值的r个相关器，这些r个相关器中包括第I个相关器的同步头扩频序列，而且同时检测其他(r-Ι)个序列的相关器输出值是否大于帧结束门限，大于门限表示并行组合扩频数据发送，发送同步头扩频序列结束，进入步骤S9，小于门限表示系统还是发送同步头扩频序列；
[0036]步骤S9，完成帧同步检测，同步捕获完成，以后进入并行组合扩频数据的解扩和逆映射处理。
[0037]在步骤S4中，如果经过M个相关器都循环移位d个码元后仍然没有相关器输出最大值大于第一级捕获门限，则表示没有发送同步头和数据，并行组合扩频系统没有发送信号。
[0038]同步头扩频序列和并行组合扩频系统中的M序列族使用同一序列，既节约的序列资源，又降低了并行组合扩频系统的复杂度。
[0039]在步骤SI，在发射并行组合扩频数据前发送若干个相同的同步头扩频序列，同步头数量根据平均捕获概率，一般为[L/M/2]个同步头扩频序列，平均捕获时间降低为滑动相关的平均捕获时间的1/M。
[0040]结合图1，一种基于相关器组的并行组合扩频通信系统的快速捕获方法的步骤SI，并行组合扩频通信系统发送机序列结构，在发射并行组合扩频数据前发送若干个相同的同步头扩频序列，长度为255，同步头扩频序列是并行组合扩频系统M= 16个PN码序列中的某一个特定序列，例如假定为第I个序列为同步头扩频序列PN1，根据并行组合扩频通信特点，每次发送数据从M = 16个PN码序列选取r = 3个序列并行组合发送；
[0041 ] 步骤S2，在接收端接收到的同步头信息，和本地载波fc相乘；
[0042]步骤S3，使用接收端特有的16个相关器，按照同步头扩频序列的间隔码元d =[255/(16-1)+1] = I,[]表示取整数，对第i个相关器(i =0，1，…，15)的同步头扩频序列分别进行循环左移或者循环右移，第i个相关器移位i*18个码元(i = 0，1，…，15);
[0043]步骤S4，使用接收端16个相关器中同步头扩频序列不同捕获相位和接收到的同步头信息进行相关捕获，从16个相关器输出中选取最大值和第一级捕获门限进行比较，如果大于第一级捕获门限，则进入步骤S6，如果小于，则进入步骤S5 ;
[0044]步骤S5，由于没有在任何一个相关器出现捕获相位，对此时的16个相关器都同步左移或者右移I个码元，再重复步骤S4进行相位捕获判断，如图3所示；
[0045]步骤S6，此时从16个相关器输出中选取的最大值大于第一级捕获门限，而且最大值对应的相关器为第k个相关器已经进行了 j个码元(j e { 0，1，…，d-Ι })的左移或者右移码元，相当于原同步头移位k*18+j位码元，把此时的第k个相关器移动j个码元的状态输入到所有16个相关器中，完成第一级捕获，启动第二级捕获，进入步骤S7 ;
[0046]步骤S7，把再接收到的同步头信息，分别和载波fc±p*fd相乘后(P = 1，2，…，7)，fd是系统允许最小多普勒频移间隔，再和步骤S6中形成的16个相关器进行相关捕获判断，从16个相关器输出值中选取最大值和第二级捕获门限进行比较，确定此时系统的多普勒频移大小范围P’，完成第二级捕获，进入步骤S8，进行并行组合扩频同步帧判断处理；
[0047]步骤S8，把再接收到的数据和加上多普勒频移的载波fc+p’ *fd相乘后，和16个相关器进行相关解扩处理，此时16个相关器输入16个并行组合扩频序列值，此时16个相关器输入16个并行组合扩频序列值，并对所有相关器都进行左移或者右移j个相位码元调整，对这样的16个相关器进行相关解扩处理，从中选出最大值的r个相关器，这些r个相关器中包括第I个相关器的同步头扩频序列，而且同时检测其他2个序列的相关器输出值是否大于帧结束门限，大于门限表示并行组合扩频数据发送，发送同步头扩频序列结束，进入步骤S9，小于门限表示系统还是发送同步头扩频序列；
[0048]步骤S9，完成帧同步检测，同步捕获完成，以后进入并行组合扩频数据的解扩和逆映射处理。
[0049]在步骤S4中，如果经过16个相关器都循环移位18个码元后仍然没有相关器输出最大值大于第一级捕获门限，则表示没有发送同步头和数据，并行组合扩频系统没有发送信号。
[0050]在步骤SI，在发射并行组合扩频数据前发送若干个相同的同步头扩频序列，同步头数量根据平均捕获概率，一般为8个同步头扩频序列，平均捕获时间降低为滑动相关的平均捕获时间的1/16。
【主权项】
1.一种基于相关器组的并行组合扩频通信系统的快速捕获方法，其特征是，包括如下步骤: (1)在发射并行组合扩频数据前发送相同的同步头扩频序列，长度为L，同步头扩频序列是并行组合扩频系统M个PN码序列中的特定序列，第I个序列为同步头扩频序列； (2)在接收端接收到的同步头信息，和本地载波fc相乘； (3)使用接收端的M个相关器，按照同步头扩频序列的间隔码元d=[L/(M-1)+1],[]表示取整数，对第i个相关器，i = 0，1，…，M-1，的同步头扩频序列分别进行循环左移或者循环右移，第i个相关器移位i*d个码元； (4)使用接收端M个相关器中同步头扩频序列不同捕获相位和接收到的同步头信息进行相关捕获，从M个相关器输出中选取最大值和第一级捕获门限进行比较，如果大于第一级捕获门限，则进入步骤(6)，如果小于第一级捕获门限，则进入步骤(5); (5)由于没有在任何一个相关器出现捕获相位，对此时的M个相关器都同步左移或者右移I个码元，再重复步骤(4)进行相位捕获判断； (6)此时从M个相关器输出中选取的最大值大于第一级捕获门限，而且最大值对应的相关器为第k个相关器已经进行了 j个码元，j e { 0，1，…，d-Ι }的左移或者右移码元，相当于原同步头移位k*d+j位码元，把此时的第k个相关器移动j个码元的状态输入到所有M个相关器中，完成第一级捕获，启动第二级捕获，进入步骤(7); (7)把再接收到的同步头信息，分别和载波fc±p*fd相乘后，P= 1,2,...，(M/2-1)，fd是系统允许最小多普勒频移间隔，再和步骤(6)中形成的M个相关器进行相关捕获判断，从M个相关器输出值中选取最大值和第二级捕获门限进行比较，确定此时系统的多普勒频移大小范围P’，完成第二级捕获，进入步骤(8)，进行并行组合扩频同步帧判断处理； (8)把再接收到的数据和加上多普勒频移的载波fc+p’*fd相乘后，和M个相关器进行相关解扩处理，此时M个相关器输入M个并行组合扩频序列值，此时M个相关器输入M个并行组合扩频序列值，并对所有相关器都进行左移或者右移j个相位码元调整，对这样的M个相关器进行相关解扩处理，从中选出最大值的r个相关器，这些r个相关器中包括第I个相关器的同步头扩频序列，而且同时检测其他r-Ι个序列的相关器输出值是否大于帧结束门限，大于门限表示并行组合扩频数据发送，发送同步头扩频序列结束，进入步骤(9)小于门限表示系统还是发送同步头扩频序列； 步骤(9)完成帧同步检测，同步捕获完成，以后进入并行组合扩频数据的解扩和逆映射处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于相关器组的并行组合扩频通信系统的快速捕获方法，其特征在于:在步骤(4)中，如果经过M个相关器都循环移位d个码元后仍然没有相关器输出最大值大于第一级捕获门限，则表示没有发送同步头和数据，并行组合扩频系统没有发送信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于相关器组的并行组合扩频通信系统的快速捕获方法，其特征在于:同步头扩频序列和并行组合扩频系统中的M序列族使用同一序列。
4.根据权利要求1所述的一种基于相关器组的并行组合扩频通信系统的快速捕获方法，其特征在于:在步骤(I)，在发射并行组合扩频数据前发送相同的同步头扩频序列，同步头数量根据平均捕获概率，一般为[L/M/2]个同步头扩频序列。
【专利摘要】本发明属于扩频通信技术领域，涉及一种基于相关器组的并行组合扩频通信系统的快速捕获方法。本发明包括：在发射并行组合扩频数据前发送相同的同步头扩频序列,长度为L，同步头扩频序列是并行组合扩频系统M个PN码序列中的特定序列，第1个序列为同步头扩频序列；在接收端接收到的同步头信息；按照同步头扩频序列的间隔码元。该方法使用相关器组大大降低同步头捕获时间，通过相关器组加速实现快速捕获同步头，减少专用捕获同步头电路，大大减少同步头平均捕获时间，有效解决并行组合扩频通信同步捕获效率和复杂度的矛盾，既节约的序列资源，又降低了并行组合扩频系统的复杂度，还可以使用相关器组保证判断同步头帧结束不需要较多硬件电路。
【IPC分类】H04B1-709, H04B1-7077
【公开号】CN104682997
【申请号】CN201510109647
【发明人】李北明, 薛伟, 郭黎利, 王俊, 齐书恒
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月13日