[发明专利]一种异步通信系统多用户突发扩频信号捕获方法及系统

说明书

本发明提供一种异步通信系统多用户突发扩频信号捕获方法，本发明为了降低捕获同步头带来的开销，需要在突发信号开始尽可能短的时间内完成捕获。因此，本系统采用载波‑码全并行相关的方法进行捕获，同时为了提高累积信噪比，采用多比特相干累积结合多次非相干累积的方法，将载波多普勒区间分为多个不同的子载波区间，在每个子载波区间开展并行捕获，并通过去重可以识别出多个不同码相位的用户。

技术领域

本发明涉及突发信号处理领域，具体来说是一种异步通信系统多用户突发扩频信号捕获方法及系统。

背景技术

随着卫星应用的普及，基于突发信号的卫星物联网应用将逐渐盛行。为有效降低干扰、减少对地表的发射功率谱密度，采用扩频通信逐渐成为主流的通信方法之一。目前在大部分卫星通信网络中，采用的是同步通信方法，即多个用户与卫星之间保持同步状态，系统为不同的用户划分不同的时隙，每个用户在各自独立的时隙里发送信号，这样在地面接收端不存在同一时刻叠加多个用户信号情况。然而异步通信系统不需要用户与卫星同步，实现简单，具有自身独特的应用场景。在异步通信系统中，不同用户随机发送信号，在地面接收端存在同一时刻、同一码道下多个用户信号叠加情况，如何在多用户信号存在条件下高效捕获用户信号，是需要亟待解决的一个问题。

如申请号为201110056526.8公开的一种基于并行干扰抵消算法的多用户扩频电台实现方法，实现在同一时刻、同一频率上多个用户与接收机之间的数据传输。并行干扰抵消算法在接收机上实现。在算法之前接收机的码同步模块输出当前相位的扩频码，解扩模块输出初次解扩信号。并行干扰抵消算法首先利用扩频码对初次解扩信号进行二次扩频，同时计算不同用户扩频码的互相关系数：然后将各个干扰用户的二次扩频信号分别和对应的互相关系数相乘相加得到干扰信号：再将基带数字信号减去干扰信号得到去扰后的基带信号。最后对去扰后的基带信号进行码同步、解扩、载波同步解i周即可得到当前用户数据。本发明通过将上述过程并行操E作可实现多个用户与接收机之间在同一时刻、同号一频段进行无线电台通信和数据传输。该捕获方法采用码相位串行搜索的方法，实现结构简单，但是捕获需要的时间长，不能满足突发信号快速捕获的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何在多用户突发信号存在条件下高效捕获用户信号。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种异步通信系统多用户突发扩频信号捕获方法，包括以下步骤：

步骤1.载波和码动态抵消，补偿接收数据的载波和码的多普勒动态；

步骤2.缓存，将经载波和码动态抵消后的接收数据放入缓存模块待后续处理；

步骤3.完成接收数据与本地PN码的相关运算，将数字匹配滤波器拆分成多个级联的分段匹配滤波单元，将分段匹配滤波单元的输出进行载波补偿，然后完成相干累积后再进行多次非相干累积；

步骤4.门限计算，统计DMF输入信号的方差和均值，推导出DMF输出的相关值的均值和方差，根据DMF输出的相关值的均值和方差，结合虚警概率设定相应的判决门限；

步骤5.排序，选取最大N个超过门限的相关峰值进行排序；

步骤6.捕获判决，根据排序后的N个相关峰，记录下最大值对应的码相位和载波频率，作为一个用户目标信号，继续遍历剩余的相关峰，如果码相位与最大值对应的码相位小于设定n个码周期，将其去除；遍历完毕后，再记录下剩余的相关峰的最大值，并剔除它的衍生峰，这样依次进行直到不存在新的目标为止，判决输出捕获的用户数量，用户对应的码相位和载波频率。