[发明专利]基于独特码的大频偏直接序列扩频快速同步方法

说明书

本发明公开了一种基于独特码的大频偏直接序列扩频快速同步方法。通过已知的独特码扩频序列对应的差分序列进行相关搜索，将由于频偏引起的不断累积的相偏变成了固定相偏，避免了大频偏带来的相关峰值损失，在相关搜索的同时根据信号幅值产生判定门限，解决了门限设置困难的问题，在完成扩频同步的同时完成了独特码同步。

技术领域

本发明属于扩频通信领域，具体地说，是一种基于独特码的大频偏直接序列扩频快速同步方法。

背景技术

直接序列扩频技术是一种信息传输处理技术，利用伪随机序列对被传输信号进行频谱扩展后再送入信道中传输。经扩频后的信号，其带宽远远大于被传输信号所必需的最小带宽。在接收端则采用相同的扩频序列对接收信号进行同步相关处理以解扩和恢复数据。直接序列扩频技术具有许多独特的优点：抗干扰性强、截获概率低、功率谱密度低、易于实现隐蔽通信、可以实现码分多址进行多用户通信、能精确地测距和测速等，在通信、数据传输、定位导航、测距等领域得到了广泛的应用。

扩频信号的同步是扩频通信技术中的一个关键性问题。扩频码同步包括捕获和跟踪两个过程，接收机对接收信号进行搜索，与本地扩频序列进行相关运算，并判断是否捕获，若未捕获，则重新调整本地扩频序列相位，重复上述步骤，直到捕获为止，并停止搜索，转入跟踪状态，精细调整本地扩频序列的相位，进一步减小与接收信号扩频序列的相位差，以满足解扩需要。

扩频系统同步需要本地信号载波频率与接收信号载波频率实现较精确的同步，否则相关会导致较大的性能损失，而在航天、航空、导弹等高速运动载体中应用时，接收扩频信号存在多达几十kHz甚至高达几百kHz的多普勒频移，对于如此大多普勒频移的扩频信号，采用传统相关检测的捕获方法，整个捕获过程非常困难，捕获时间很长。此外多普勒效应还会对载波频率和码片速率造成很大影响，严重干扰信号的正确判决，导致误码率的增加，因此难以适应大频偏下扩频信号的快速同步的要求。

在大频偏条件下扩频系统同步技术中，Ben Persson（CDMA codesynchronization using segmented matched filter with accumulation and bestmatch selection. 2002）提出了分段匹配滤波的扩频同步技术，其基本思想是对匹配滤波器进行分段，然后将每段的相关值平方，最后求和，完成一次相关运算，其优点是易实现，且抗载波频偏能力随分段数的增加而提高，缺点是相关运算的处理增益会有所损耗，并且也未考虑码频频偏的影响。P M Grant和S M Spangenberg（Fast acquisition in spreadspectrum communication systems. IEEE Trans on Communication ,1996）采用FFT辅助的串并搜索的码捕获技术，将载波频偏搜索与频域相关技术相结合，对部分相关值进行FFT，从而消除载波频偏对相关值的影响，将原本的在码相位和载波频偏上的二维搜索，降为码相位上的一维搜索，采用FFT实现PN码的快速捕获，但为了进行FFT及IFFT处理，此技术要求硬件具有较高处理速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于独特码的直接序列扩频同步方方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于独特码的大频偏直接序列扩频快速同步方法，包括以下步骤：

1）产生本地差分序列：信息传输中周期性地插入独特码，接收端通过捕获独特码完成信息帧同步，独特码和扩频序列一起形成一个独特码扩频序列，然后按照调制映射关系对独特码扩频序列进行差分运算，得到本地的差分序列；

2）接收信号差分运算：对接收信号匹配滤波，将接收信号抽取至每个chip一个样点，然后对前后样点进行差分运算；