[发明专利]卫星接收机高效多制式自适应捕获与跟踪方法

说明书

本发明公开了一种卫星接收机高效多制式自适应捕获与跟踪方法，包括在接收端的天线接收到信号，将信号进行下变频后，进入基带部分，然后执行如下步骤：S1，捕获，在该步骤中包括粗捕获S11和精捕获S12步骤；S2，载波、码及数据的跟踪等；本发明兼容性强，同一套捕获跟踪系统适用于多种通信体制，能在并存多种通信机制间无缝切换，通信实时性更好；且尺寸、重量、体积更小，适于小型化、轻量化的星载应用，捕获时间短、跟踪效率高，频率跟踪误差小等特点。

技术领域

本发明涉及卫星接收技术领域，更为具体地，涉及一种卫星接收机高效多制式自适应捕获与跟踪方法。

背景技术

在卫星通信系统中，载波捕获及跟踪是与卫星建立通信关键环节，只有完成了载波捕获及跟踪，才能进行对卫星信号进行解调、译码等后续处理过程。在星间及星地通信中，随着空间卫星的高速相对运动以及对地运动，使得接收端的信号捕获及跟踪变得更加复杂和困难。随着卫星通信技术的发展，卫星通信趋向于采取多种通信制式，现有技术在接收设备并存多种通信制式时，针对各种不同通信制式，需在接收端独立配置一套信号捕获与跟踪系统，导致接收端逻辑资源消耗大，接收设备体积庞大，功耗高，不适于尺寸、功率严格受限的星载接收端及地面接收设备使用，现有技术存在如下问题：

1、兼容性差，同一套捕获跟踪系统仅适用于一种通信体制；

2、当同一接收端并存多种通信机制时，接收端通信制式间切换复杂，严重影响通信的实时性和质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卫星接收机高效多制式自适应捕获与跟踪方法，兼容性强，同一套捕获跟踪系统适用于多种通信体制，能实现并存多种通信机制间无缝切换，通信实时性更好；且尺寸、重量、体积更小，适于小型化、轻量化的星载应用，捕获时间短、跟踪效率高，频率跟踪误差小。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种卫星接收机高效多制式自适应捕获与跟踪方法，在接收端的天线接收到信号，将信号进行下变频后，进入基带部分，执行如下步骤：

S1，捕获，在该步骤中包括粗捕获S11和精捕获S12步骤；

S2，载波、码及数据的跟踪。

进一步的，在粗捕获S11中，包括扩频码粗捕获和载波粗捕获两部分：

扩频码粗捕获：

采用时域并行频率的方法，结合相干非相干运算，共同完成扩频码相位的粗捕获，

扩频码粗捕获执行如下步骤：

a)本地计数器模块产生四个中断，扩频码周期中断、FFT中断、码移位中断、细搜中断，分别用于捕获转跟踪码相位对齐，完成一次FFT运算，完成一次非相干运算，细搜累加去高频提高频率分辨率；

b)码NCO(数控振荡器，下同)和码发生器产生不同初始相位的扩频码；

c)信号处理模块将中频数字信号经过解扩后进行频率FFT运算及非相干运算，通过检测器检测相关结果即信号的强度来判断码相位是否正确，如码相位正确，则发出捕获成功标志；

在完成扩频码粗捕获后，即可进行载波粗捕获：

采用FFT算法的相干捕获，傅里叶变换公式为：

其中，x(t)为时域信号，e为自然常数，j为复数的虚部表示方式，t为时间变量，ω为角频率

在IQ调制中：

其中，ωlo为本地载波角频率；

则：