[发明专利]用于卫星导航系统的PN码捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线扩频通信和卫星通信技术领域，尤其涉及周期较长、码率较高的伪随机码扩频通信的码相位捕获方法。

背景技术

无论民用或者是军事通信系统中，直接序列扩频通信都得到了广泛的应用。为了在接收机端捕获输入信号的码相位，检测伪随机（pseudo‐noise）码的所有未知码相位是很有必要的。此外由信道引入的未知多普勒频移也需要得到消除。因此，为了检测输入的直接扩频序列信号的PN码相位和多普勒频移，PN码捕获是一个二维信号搜索的问题。而对于一些军事通信和全球导航卫星系统，他们所使用的是长PN码，周期更长、码率更高，这就变得更具挑战性。

在全球导航定位系统（GPS）中，C/A码和P码，两种伪随机码得到了应用。通常，P码的捕获需要依赖于相应的C/A码的相关信息。然而，由于长P码在抗干扰，抗截获和抗欺骗方面具有优越的性能，寻求P码的直接捕获方法显得特别有意义。因为P码的直接捕获需要大量的并行相关接收机，所以他的计算量相当大。目前为止，许多P码快速捕获的方法已经被提出。然而，配备大量的并行接收机不是切实可行的。实际上，既能减少相关接收机数量又能缩短捕获时间的方法是一直备受期望的。

频域信号处理技术得到了广泛应用，与时域处理相比，它具有更方便，手段多样的特点。Van Nee，Coenen及Davenport在1991年首先提出使用FFT实现C/A码的快速捕获[D.J.R.Van Nee and A.J.R.M.Coenen.New Fast GPS Code‐Acquisition Technique Using FFT.Electronic Letters,1991,vol.27,NO.2:158‐160]，此后多种基于FFT实现循环相关的方案被提出。其中，补零法是一种有效的捕获方法，它通过灵活地使用快速傅里叶变换可以并行检测多个码相位。补零法的相关资料详见[H.Li,X.Cui,M.Lu,and Z.Feng,Generalized zero‐padding scheme for direct GPS P‐code acquisition,IEEE Trans.Wireless Commun.,vol.8,no.6,pp.2866‐2871,June.2009.]。补零法虽然提升了并行捕获能力，但是没有充分利用快速反傅里叶变换的结果。

发明内容

为了解决上述问题，增强码相位的并行捕获能力，本发明提供了一种用于卫星导航系统的PN码捕获方法，包括如下步骤：

（a）对本地基带信号进行采样并且将结果处理为复信号；其中本地基带信号的多普勒频偏可以为0Hz，采样速率可以为PN码速率；

（b）选取采样后基带信号的N/2点并补零延长至N点，然后进行N点快速傅里叶变换，再作复共轭处理；