步骤S4中，在判断信号中断后，应停止环路利用其输出量来自我修正，认为此时的输出量是错误的。
[0046]在上述步骤S5、S6、S7中，当检测到环路工作态势趋向于接近信号(收敛)时，应载入环路未偏离时备份的环路输出量，重新启动跟踪过程，载波环将以具有大动态牵入能力的锁频环模式运行，码环也以相应较大的滤波带宽运行，保证信号从跟踪直接牵入，进而收紧环路带宽完成对信号的稳定跟踪。由于省去了接收机捕获过程，从而大为节省了对闪断后信号的重捕时间。
[0047]如图2所示，是采用本发明方法后，在某型号星载高灵敏度接收机上的具体应用实例:
[0048](1)接收机跟踪部分使用经典的锁频环、锁相环、超前滞后码环、相干积分器、混频器及PN码产生器构成。应用本发明方法后，仅增加一个IIR(Infinite Impulse Response)递归低通滤波器、比较器、计数器、门限判决器(计数结果比较器)及一组载波频率和码速率值的锁存器。
[0049](2)接收机锁定后，相关解扩部分的混频器和PN (Pseudo Noise)码产生器，根据环路提供的信号载波频率和码速率滤波结果准实时的刷新(刷新频率Ι/t)本地载波副本和PN码(通过码速率间接调整PN码相位)，而相干积分器用本地载波与PN码对ADC (Analogto Digital Computer)采样进来的数据(包括目标信号、干扰、噪声等)进行正交解调解扩，解调结果一方面作为接收机符号输出，一方面有EPL三路正交解调量反作用于跟踪环路产生新的滤波结果，如此反复接收机可保持对ADC采样数据中目标信号的锁定；
[0050](3)当目标信号未中断时，当前时刻η的相干积分P路能量amp_p(n)与前一时刻(η-l)累积P路能量低通滤波结果amp_p_f(n-l)进行对比，由于环路收敛下会有轻微的抖动以跟踪目标信号的变化，导致amp_p的值会上下波动，从而比较器会输出偏离指示blink_en(环路偏离信号)或不输出(环路接近信号)；
[0051](4)为避免目标信号未中断时闪断判决器误判，需设定闪断进入的计数门限B，当计数器记录到的环路连续偏离次数超过B时，方能判断信号中断。在判断信号为中断之前，接收机跟踪一如既往的正常运行，启用刷新使能(l00p_en置1);
[0052](5)门限B的设置可根据载波环、码环参数和信号特征等估算出。本例中目标信号载波频率1.8GHz，多普勒变化率500Hz/s，码速率1.023Mbps，多普勒变化率0.284Hz/s。这里根据载波环参数估算，设计PLL频率牵入范围50Hz，噪声带宽10Hz，相干积分时间1ms。信号稳定跟踪下，环路输出载波频率与信号偏差最多10Hz，则B的最大值为(50Hz-10Hz)/(500Hz/s*0.001s) = 80，即最大连续80次环路修正都偏离，也无需重启跟踪，PLL可以保持对信号的锁定状态。考虑到实际稳态运行的PLL不可能连续修正偏离，另外综合码环相位偏移、噪声和干扰等因素，这里预设门限B的取值为40?60 ;
[0053](6)当目标信号中断时，相干积分器输出错误的值(目标信号不存在，是解扩后的底噪)，环路滤波结果必然不能反映信号的变化方向，amp_p(n)变成底噪(很小)，amp_p_f (η-l)是之前amp_p经递归低通滤波结果，会逐渐变小，导致在LPF收敛到底噪值附近之前(递归LPF设计时，其收敛时间应长于B)，连续出现amp_p〈amp_p_f的情景，从而使闪断计数器达到门限B，触发闪断判决器置位信号闪断标志，并且停止刷新使能(l00p_en置0);
[0054](7)目标信号中断，闪断判决器置位信号闪断标志后，若计数器继续计数达到门限A，则认为信号中断时间过长，即使信号恢复，跟踪也将无法完成对信号的锁定，接收机将失锁；
[0055](8)门限A与跟踪FLL对信号载波变化的牵入范围、及码环对码相位偏差的适应和牵入范围、接收机基准频率稳定度等因素有关，实际应用中我们只需以影响最大的因素为重点考虑对象即可。本实例中，信号载波变化率影响最大，设计FLL频率牵入范围200Hz，则门限A的最大值为(200Hz-10Hz)/(500Hz/s*0.001s) = 380，同样考虑到噪声、干扰和码环码片精度等因素，这里门限A的值预设200 ;
[0056](9)在计数器计数达到门限A之前，若信号恢复，相干积分器输出结果将包含信号解扩结果，有amp_p>amp_p_f，闪断判决器输出跟踪环路重启指令，清零计数器和标志位，环路将以牵入能力更强的宽带FLL及DLL开始运行，然后过渡到窄带PLL和DLL，快速重新锁定目标信号；
[0057](10)由本发明的具体实例可看出，本发明方法具有简单实用，资源消耗低，易于实现的特点。
[0058]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，步骤为: 51:接收机锁定状态下启动对跟踪环路工作状态的实时检测机制； 52:若检测到环路正在往偏离信号的方向运行，则使偏离计数器自加，进入步骤S3 ;否贝1J，若信号闪断标志置位，进入步骤S5 ;信号闪断标志未置位，则备份跟踪环路输出量，回到步骤S1 ； 53:若偏离计数器值超过预设门限A，则认为环路失锁，接收机将失锁，结束；否则，若偏离计数器值超过预设门限B，其中B〈A，则判断为信号中断，进入步骤S4 ;否则，回到步骤S1 ； 54:置位信号闪断标志，继续运行跟踪，但停止环路自身的刷新修正过程，回到步骤S1； 55:环路工作态势趋向于接近信号，即收敛，判断信号闪断进程结束，信号已恢复正常，再次进入了接收机；清除信号闪断标志，清零偏离计数器； 56:载入环路未偏离时备份的环路输出量，重启跟踪过程； 57:省去接收机捕获过程，直接进入跟踪阶段，完成对中断后信号的快速捕获。2.根据权利要求1所述的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中，实时检测机制的方法为:接收机解扩后信号能量的实时积分计算值，与持续对该值进行低通滤波后的结果进行对比，若实时计算值大于低通滤波后结果，则认为环路正在接近信号。3.根据权利要求1所述的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中，实时检测机制的方法为:基于超前滞后码环的接收机，其解扩后当前路P路实时积分能量值，与超前E路或滞后L路实时积分能量值进行对比，若P路能量值大于E路及L路，则认为环路正在接近信号。4.根据权利要求1所述的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，所述步骤S2中，当检测到环路没有偏离信号时，备份此时环路输出量，包括信号实时载波频率、扩频码速率。5.根据权利要求1或2或3或4所述的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，所述步骤S3中，预设了最大持续可偏离门限A，环路持续偏离次数超过A后，认为跟踪将无法恢复对信号的锁定，接收机失锁；预设了最小偏离门限B，认为在信号未中断情况下，环路最大可能出现的持续偏离次数，偏离次数小于B，认为信号未中断。6.根据权利要求5所述的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，所述门限A，B根据接收机性能要求和跟踪环路技术参数来设置，或者根据接收机跟踪环路实际测试结果来预设。7.根据权利要求1或2或3或4所述的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，所述步骤S4中，在判断信号中断后，停止环路利用其输出量来自我修正，认为此时的输出量是错误的。8.根据权利要求1或2或3或4所述的扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，其特征在于，所述步骤S5、S6、S7中，当检测到环路工作态势趋向于接近信号时，载入环路未偏离时备份的环路输出量，重新启动跟踪过程，载波环将以具有大动态牵入能力的锁频环模式运行，码环也以相应的滤波带宽运行，保证信号从跟踪直接牵入，收紧环路带宽完成对信号的稳定跟踪。
【专利摘要】一种扩频数字接收机信号闪断快速捕获方法，步骤为：S1：实时检测机制；S2：若检测到环路正在往偏离信号的方向运行，使偏离计数器自加，进入步骤S3；否则，若信号闪断标志置位，进入步骤S5；S3：若偏离计数器值超过预设门限A，环路失锁，接收机将失锁，结束；否则，若偏离计数器值超过预设门限B，其中B<A，则判断为信号中断，进入步骤S4；否则，回到步骤S1；S4：置位信号闪断标志，继续运行跟踪；S5：环路工作态势趋向于接近信号，判断信号闪断进程结束，再次进入了接收机；清除信号闪断标志，清零偏离计数器；S6：载入环路未偏离时备份的环路输出量，重启跟踪过程；S7：直接进入跟踪阶段。本发明具有易实现、可靠性好、适用范围广等优点。
【IPC分类】H04B1/7075
【公开号】CN105306094
【申请号】CN201510622247
【发明人】杨建伟, 乔纯捷, 冯旭哲, 黄维, 胡梅, 陈建云
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月25日