原创《系统同步捕获方法》
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根据扩频序列的相关性,如果本地扩频序列与接收扩频信号的相位差大于一个码片间隔,接收机就不能实现对数据信息的正确解扩,信号将淹没在噪声中.而同步的定时偏移主要来源于收、发信机之间的频率偏移,电波传播的延时,多普勒频移,多径传播等因素.在极低速率短波数据传输通信系统中,数据通常是以突发的形式发送的,即每次发送数据都要建立同步,如果同步的时间过长,会很大程度的降低系统效率.如果要求扩频增益很大的话,必须增加伪码的长度.因此提高扩频增益和缩短同步建立时间是一对矛盾,需要对两者综合考虑.
1. 捕获方法理论分析
本文采用多进制正交码扩频技术,扩频码为序列与Walsh序列模2 加后的复合码,具有良好的自相关性和互相关性.这种良好的自相关性和互相关性就成为进行伪码捕获的依据.相关FFT 技术能够较好地实现大频差、极低信噪比条件下的伪码捕获、精同步和数据解扩.然而如果能在相关检测的性能影响不大的情况下提高FFT 的速度,那么就可以缩短捕获的时间.为此,本文在相关FFT 技术的基础上提出了分段相关FFT 技术,即将接收序列与本地序列分段相关之后的相关值再做FFT 变换,这样所作的FFT 点数和运算量大大减小,从而保证了系统快速捕获数据的可实现性.分段相关的原理图如图1 所示.
取两条本地伪码共4 096 个码元,每个码元为一段,对应一个相关器共分为段,即4 096等于 × .接收序列同样每个码元为一段,每个分段对应一个相关器,这样就对4 096 个码元进行了分段相关,得到了个相关值,再对这个相关值做N 点FFT,之后进行峰值判决.每段的码元数目越多,分段越少,则所作的FFT 点数越少,相应的运算次数也越少,从而提高了运算速度.
2.仿真结果分析
取两条相同的2 048 长的本地伪码作分段相关FFT,加入多普勒频移为75,码元速率为R等于2 400chip/s ,在信噪比为-20dB 的情况下,图2 为2 × 2048 分段、4× 1,024 分段、8× 512分段和16× 256 四种分段方式的频谱.FFT 运算的点数对应分段数,很明显,分段数越少,对应的FFT 的点数越少,谱的分辨率就越低,谱峰值也越小.
现在通过软件对其在捕获中的性能进行仿真验证.在信噪比为-20dB,CCIR 好信道条件下,捕获时滑动步长均取为23,对不同的分段进行捕获率测试.为了简化,我们认为只要在每次捕获到数据之后,其捕获位置正确就是捕获成功,而不考虑以后的解扩.每种情况测试1000 次,测试结果如图3所示.
从上图中可以看出,每段的码元越多,总的段数就越少,相应的相关值就越少,则FFT 运算的点数越少,捕获时间减少,但捕获率随之下降.但在后面的数据中,我们发现虽然FFT 的点数仍在减少,但捕获的时间并没有像前面那样明显下降.尤其对于256 点FFT 的情况,其捕获率变得很差.综合以上分析,我们采用了折中的方案,即选取8 × 512 分段方式,在保证一定的捕获率前提下,捕获用时明显缩短了,基本满足了系统快速捕获的要求.
3.结束语
经过仿真测试,我们发现分段相关FFT 技术完全可以实现低速信号的快速捕获.利用分段相关FFT 技术,我们就可以通过软件方式实现快速捕获,从而避免了增加硬件开销,使其具有很大的灵活性；同时,分段相关FFT 算法适合在DSP 上实现,完全可以满足数字接收机对实时性、高精度的要求.后续将进行进一步验证研究.
系统论文参考资料：
该文结束语，上文是一篇关于对不知道怎么写同步和捕获和研究论文范文课题研究的大学硕士、系统本科毕业论文系统论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料。
