[发明专利]一种多相关值定宽拟合伪码跟踪鉴相方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种信号处理方法，具体地说是一种在实际快时变低信噪比等复杂信道下，实现高稳定性伪码跟踪环路伪码相位差提取的方法。

(二)背景技术

扩频体制因具有抗干扰能力强、保密性强、可实现码分多址和高精度测量的优点，广泛应用于各种通信、导航系统中，如CDMA、GPS等。然而在无线电各个频段内，存在着各式各样的人为或非人为的干扰，这将会严重的影响伪码跟踪环路的鉴相特性曲线，使其不再呈现理想情况下的单峰值三角特性相关曲线，而是时变的存在多处抖动的复杂相关曲线，非常不利于伪码跟踪环路接收信号伪码相位差的准确提取。图1为在理想环境下伪码自相关峰，图2为在复杂快时变低信噪比环境下伪码自相关峰，从两图中可以看出，在这种复杂信道下，常规伪码跟踪环路采用的超前滞后鉴相方式，通过超前滞后两个支路做差来得到关于伪码相位差的观测量，得到的相位差将抖动非常大，信号跟踪点可能锁定在存在较大误差的相位点上，容易偏离真实伪码相位差，从而给伪码跟踪带来较大的跟踪相位误差。并且实际相关曲线是关于相关峰值平方的曲线，由于噪声的存在，相关值总是非零的，因此采用双曲线拟合的鉴相方式会引入负值估计的相关峰值，对相关曲线中非零相关长度为2个码片长度未做限制，将会引入一定误差，因此需要研究复杂环境下的伪码鉴相方式。

扩频接收机数字信号处理部分一般均采用FPGA+DSP工作方式，这种方式用于扩频导航信号的捕获跟踪是公认已知的，例如Artech House出版的，题为“GPSPrinciples and Applications(GPS原理与应用)”(ISBN 0-89006-793-7)一书中第5章(GPS satellite signal acquisition and tracking“GPS卫星信号捕获和跟踪”)。接收机中各通道的数字相关器、积分清洗器、伪码发生器、载波发生器及逻辑控制电路等由FPGA芯片来完成，DSP芯片读取各通道积分清洗器的值，依据相应的控制算法控制各通道的硬件电路，并监控环路的锁定情况，同时完成数据采集、载体位置解算等任务。采用多个通道并行工作以同时跟踪不同导航台信号。扩频导航信号的捕获跟踪环路采用公认的基于能量判决的同相正交支路实现环路的闭合，例如科学出版社出版的，题为“扩频通信数字基带信号处理算法及其VLSI实现”(ISBN7-03-013158-4)一书中第7章(扩频码序列的捕获)和第8章(数字延迟锁定跟踪环)。

经过接收信号的正确捕获后，本地伪码发生器与接收信号的伪码相位差控制在半个码片之内。接收机将转入伪码跟踪，通过FPGA得到各个支路的相关值平方输入到DSP中，由DSP中的伪码鉴相算法得到接收信号与本地信号相位差，相位差再经过环路滤波器输出控制量取整后输入至FPGA，控制本伪码相位，从而准确跟踪接收伪码相位。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种能提高复杂环境下的伪码跟踪精度和稳定度，消除噪声的影响，能够得到本地信号与接收信号伪码相位差的精确估计值的一种多相关值定宽拟合伪码跟踪鉴相方法.

本发明的目的是这样实现的：

本地伪码发生器产生多路超前和滞后的本地伪码并分别与接收信号进行相关，经过积分清洗和平方环节后，运用数据拟合鉴相方式得到本地对准码相位与接收信号相位差，再经过环路滤波器后调整本地伪码相位。

本发明还可以包括：

1、所采用的相关数据必须关于对称支路两边对称。

2、所述的数据拟合是采用具有广义高斯函数形式的式进行采样点数据拟合，本地伪码发生器产生的多路超前滞后伪码相位分别对应函数中的自变量x，而经过积分清洗器和平方环节后得到的不同相位相关峰值则对应着y值，即利用{x₀，x₁…x_N}和对应的{y₀，y₁…y_N}估计参数a，b，c，参数c则对应接收码相位与本地伪码相位之差。

3、在拟合算法中引入宽度限制条件，并考虑到噪声门限V_noise，引入与噪声门限相交的x₁，x₂之间要保持两个码片宽度的限制条件；