一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置的制作方法
专利名称：一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于扩频信号接收捕获装置领域，特别涉及用于二次直接序列扩频信号的接收装置。
背景技术：
二次直接序列扩频就是在时域上依次用两组频率不同的扩频码(P1和P2)对数据进行扩频。两组扩频码必须具有很好的自相关和互相关特性，以确保能顺利地将它们从接收信号中剥离。二次扩频是对传统的时域直接序列扩频的推广，它仍然保持了直扩信号的特性。但是，由于采用了两组扩频码，其处理增益和抗干扰能力相应的都有所提高。现有的用于捕获二次直接序列扩频信号的装置如附图1所示，包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块和扩频码序列生成模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入。我们经过分析发现，载波剥离模块输出的数据样本序列中，一个P1扩频码元内会有10 20个重复样本；同时，还有K个P1周期的数据对应于一个P2码元，这两种情况都会导致许多重复的样本数据反复地参与到乘、加运算中，而使得相关解扩模块的运算量大，由此导致资源开销过多且捕获时间长。
实用新型内容为解决上述技术问题，一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、 相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块、扩频码序列生成模块和周期压缩模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，其特征是所述载波剥离模块的输出连接到码元打包模块，码元打包模块的输出连接到周期压缩模块，周期压缩模块的输出连接到所述相关解扩模块。所述码元打包模块包括码元分段子模块和累加器子模块，码元分段子模块以所述相位-载波二维估计点搜索模块的输出作为输入，码元分段子模块的输出连接到累加器子模块，累加器子模块的输出为码元打包模块的输出。所述周期压缩模块包括周期数据分割子模块和周期数据累加子模块，周期数据分割子模块以所述码元打包模块的输出作为输入，周期数据分割子模块的输出连接到周期数据累加子模块，周期数据累加子模块的输出为所述周期压缩模块的输出。所述相关解扩模块包括数据分离子模块和相关解扩运算子模块，数据分离子模块以所述周期压缩模块的输出作为输入，数据分离子模块的输出连接到相关解扩运算子模块，相关解扩运算子模块的输出为所述相关解扩模块的输出。本实用新型提出的装置，增加了码元打包模块，该模块按照半个P1码的码元宽度， 将来自载波剥离模块的数据序列分割成若干段，然后分别将每一个段内的数据值累加起来进而得到一个新的数据序列。增加该模块带来的有益技术效果是对载波剥离以后的数据样本序列进行了第一轮数据压缩，减少了后续处理的数据量。本实用新型提出的装置，还增加了周期压缩模块，该模块根据P1和P2码的周期，对来自码元打包模块的输出数据进行进一步的压缩。此外，本实用新型提出的装置，还对现有的相关解扩模块进行了改进，在进行相关解扩运算之前，将来自周期压缩模块的输出数据分成相对偏移量为半个P1码元宽度的两个数据样本序列，然后分别依次用扩频码序列生成模块生成P1码和P2码对这两个序列进行相关解扩运算，由于增加了码元打包模块和周期压缩模块，本装置在最后进行相关解扩运算式的数据量明显减少，运算时间也因此缩短，也节约了需要的硬软件资源。
图1为现有的用于二次直接扩频信号接收捕获的装置示意图；图2为本实用新型提出的用于二次直接扩频信号接收捕获的装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本实用新型的实施例。本具体实施例中接收到的二次直接序列扩频信号，其P2码元时间长度C2SP1码周期的2倍，即K = C2/T1 = 2，并且P1码起始位置与P2码元的边界是对齐的。假设用户序号 u = 1，NC0 (数控振荡器)相位寄存器位宽W= 32，载波频率的变化范围为4120士5KHz，采样频率fs = 10. 12MHz，频率捕获精度Af = 25Hz, Pl码长L1 = 1023，Pl周期Tl = Ims, P2码长L2 = 20，P2码周期T2 = 40ms。取一个P2周期的数据为一帧，即Tframe = T2，则数据帧长#二[>2/1,「1表示向上取整数，频率搜索步进Af = 1/Tfr_。相位-载波二位估计点搜索模块先搜索到一个尚未进行过捕获的二位估计点 (2. 4. 12MHz)，S卩，相位估计值等于2，载波估计值等于4. 12MHz，该估计点的值被传递给本地载波生成模块和扩频码序列生成模块，这两个模块根据二位估计点的值，以及用户序号u =1，产生本地载波样本序列和扩频码P1和p2。本地载波生成模块生成的本地载波样本序列，会输出给载波剥离模块，载波剥离模块将该本地载波与输入的经过采样的二次直扩信号样本序列逐点相乘，就剥离了载波。将剥离载波以后的数据序列输出给码元打包模块，码元打包模块会先以半个P 二
的码元时间长度作为分界点，将剥离载波以后的数据序列分成若干组，然后分别将每一组中的数据值累加起来，输出一个新的数据序列。码元打包模块输出的数据序列，作为周期压缩模块的输入。周期压缩模块先根据相位-载波二位估计点搜索模块先搜索到的相位估计值等于2，找到P2il和P: 二码的起始位置，然后将该起始位置之前的数据值，循环移位到整个序列的最后，然后将数据分割成长度为2k的若干段；对每个段内的数据以P2>1码的周期循环标号；对属于同一个P2il码元内的数据包，将标号相同的数据包对应相加，从而将含有K = C2/T1 = 2个Plil码周期的数据序列压缩成一个等效的Pu码周期的数据序列。将周期压缩模块输出的序列和扩频码生成模块生成的扩频码序列，做为相关解扩模块的输入，本实用新型的相关解扩模块，在进行相关解扩前，会先将周期压缩模块输出的序列拆分成两个相对偏移量为半个Pu码元时间长度的序列，然后先用Pu码分别对这两个序列进行相关解扩，再用所有可能相位的Pu码，对解扩得到的数据序列进行第二次相关解扩，得到所有可能的相关值，这些所有的相关值作为相关解扩模块的输出。解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，算出所有相关值里面的最大的绝对值与所有相关值的平均值的绝对值的比值，用该比值与预先设定的门限值比较，如果超过了预先设定的门限值，解扩结果判决模块输出判决结果为“捕获成功”，反之，该模块输出结果为“捕获失败”。
权利要求1.一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块、扩频码序列生成模块和周期压缩模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，其特征是所述载波剥离模块的输出连接到码元打包模块，码元打包模块的输出连接到周期压缩模块，周期压缩模块的输出连接到所述相关解扩模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，其特征是所述码元打包模块包括码元分段子模块和累加器子模块，码元分段子模块以所述相位-载波二维估计点搜索模块的输出作为输入，码元分段子模块的输出连接到累加器子模块，累加器子模块的输出为码元打包模块的输出。
3.根据权利要求1所述的一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，其特征是所述周期压缩模块包括周期数据分割子模块和周期数据累加子模块，周期数据分割子模块以所述码元打包模块的输出作为输入，周期数据分割子模块的输出连接到周期数据累加子模块，周期数据累加子模块的输出为所述周期压缩模块的输出。
4.根据权利要求1所述的一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，其特征是所述相关解扩模块包括数据分离子模块和相关解扩运算子模块，数据分离子模块以所述周期压缩模块的输出作为输入，数据分离子模块的输出连接到相关解扩运算子模块，相关解扩运算子模块的输出为所述相关解扩模块的输出。
专利摘要本实用新型涉及一种用于接收捕获二次直接序列扩频信号的装置。该装置包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块、扩频码序列生成模块和周期压缩模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，所述载波剥离模块的输出连接到码元打包模块，码元打包模块的输出连接到周期压缩模块，周期压缩模块的输出连接到所述相关解扩模块。该装置减少了接收捕获过程中的运算量，因此减少了捕获时间，节约了捕获所需的资源。
文档编号H04B1/7075GK202334514SQ20112049527
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者李玉柏, 林静然, 罗正平 申请人:电子科技大学
技术领域：
本实用新型属于扩频信号接收捕获装置领域，特别涉及用于二次直接序列扩频信号的接收装置。
背景技术：
二次直接序列扩频就是在时域上依次用两组频率不同的扩频码(P1和P2)对数据进行扩频。两组扩频码必须具有很好的自相关和互相关特性，以确保能顺利地将它们从接收信号中剥离。二次扩频是对传统的时域直接序列扩频的推广，它仍然保持了直扩信号的特性。但是，由于采用了两组扩频码，其处理增益和抗干扰能力相应的都有所提高。现有的用于捕获二次直接序列扩频信号的装置如附图1所示，包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块和扩频码序列生成模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入。我们经过分析发现，载波剥离模块输出的数据样本序列中，一个P1扩频码元内会有10 20个重复样本；同时，还有K个P1周期的数据对应于一个P2码元，这两种情况都会导致许多重复的样本数据反复地参与到乘、加运算中，而使得相关解扩模块的运算量大，由此导致资源开销过多且捕获时间长。
实用新型内容为解决上述技术问题，一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、 相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块、扩频码序列生成模块和周期压缩模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，其特征是所述载波剥离模块的输出连接到码元打包模块，码元打包模块的输出连接到周期压缩模块，周期压缩模块的输出连接到所述相关解扩模块。所述码元打包模块包括码元分段子模块和累加器子模块，码元分段子模块以所述相位-载波二维估计点搜索模块的输出作为输入，码元分段子模块的输出连接到累加器子模块，累加器子模块的输出为码元打包模块的输出。所述周期压缩模块包括周期数据分割子模块和周期数据累加子模块，周期数据分割子模块以所述码元打包模块的输出作为输入，周期数据分割子模块的输出连接到周期数据累加子模块，周期数据累加子模块的输出为所述周期压缩模块的输出。所述相关解扩模块包括数据分离子模块和相关解扩运算子模块，数据分离子模块以所述周期压缩模块的输出作为输入，数据分离子模块的输出连接到相关解扩运算子模块，相关解扩运算子模块的输出为所述相关解扩模块的输出。本实用新型提出的装置，增加了码元打包模块，该模块按照半个P1码的码元宽度， 将来自载波剥离模块的数据序列分割成若干段，然后分别将每一个段内的数据值累加起来进而得到一个新的数据序列。增加该模块带来的有益技术效果是对载波剥离以后的数据样本序列进行了第一轮数据压缩，减少了后续处理的数据量。本实用新型提出的装置，还增加了周期压缩模块，该模块根据P1和P2码的周期，对来自码元打包模块的输出数据进行进一步的压缩。此外，本实用新型提出的装置，还对现有的相关解扩模块进行了改进，在进行相关解扩运算之前，将来自周期压缩模块的输出数据分成相对偏移量为半个P1码元宽度的两个数据样本序列，然后分别依次用扩频码序列生成模块生成P1码和P2码对这两个序列进行相关解扩运算，由于增加了码元打包模块和周期压缩模块，本装置在最后进行相关解扩运算式的数据量明显减少，运算时间也因此缩短，也节约了需要的硬软件资源。
图1为现有的用于二次直接扩频信号接收捕获的装置示意图；图2为本实用新型提出的用于二次直接扩频信号接收捕获的装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本实用新型的实施例。本具体实施例中接收到的二次直接序列扩频信号，其P2码元时间长度C2SP1码周期的2倍，即K = C2/T1 = 2，并且P1码起始位置与P2码元的边界是对齐的。假设用户序号 u = 1，NC0 (数控振荡器)相位寄存器位宽W= 32，载波频率的变化范围为4120士5KHz，采样频率fs = 10. 12MHz，频率捕获精度Af = 25Hz, Pl码长L1 = 1023，Pl周期Tl = Ims, P2码长L2 = 20，P2码周期T2 = 40ms。取一个P2周期的数据为一帧，即Tframe = T2，则数据帧长#二[>2/1,「1表示向上取整数，频率搜索步进Af = 1/Tfr_。相位-载波二位估计点搜索模块先搜索到一个尚未进行过捕获的二位估计点 (2. 4. 12MHz)，S卩，相位估计值等于2，载波估计值等于4. 12MHz，该估计点的值被传递给本地载波生成模块和扩频码序列生成模块，这两个模块根据二位估计点的值，以及用户序号u =1，产生本地载波样本序列和扩频码P1和p2。本地载波生成模块生成的本地载波样本序列，会输出给载波剥离模块，载波剥离模块将该本地载波与输入的经过采样的二次直扩信号样本序列逐点相乘，就剥离了载波。将剥离载波以后的数据序列输出给码元打包模块，码元打包模块会先以半个P 二
的码元时间长度作为分界点，将剥离载波以后的数据序列分成若干组，然后分别将每一组中的数据值累加起来，输出一个新的数据序列。码元打包模块输出的数据序列，作为周期压缩模块的输入。周期压缩模块先根据相位-载波二位估计点搜索模块先搜索到的相位估计值等于2，找到P2il和P: 二码的起始位置，然后将该起始位置之前的数据值，循环移位到整个序列的最后，然后将数据分割成长度为2k的若干段；对每个段内的数据以P2>1码的周期循环标号；对属于同一个P2il码元内的数据包，将标号相同的数据包对应相加，从而将含有K = C2/T1 = 2个Plil码周期的数据序列压缩成一个等效的Pu码周期的数据序列。将周期压缩模块输出的序列和扩频码生成模块生成的扩频码序列，做为相关解扩模块的输入，本实用新型的相关解扩模块，在进行相关解扩前，会先将周期压缩模块输出的序列拆分成两个相对偏移量为半个Pu码元时间长度的序列，然后先用Pu码分别对这两个序列进行相关解扩，再用所有可能相位的Pu码，对解扩得到的数据序列进行第二次相关解扩，得到所有可能的相关值，这些所有的相关值作为相关解扩模块的输出。解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，算出所有相关值里面的最大的绝对值与所有相关值的平均值的绝对值的比值，用该比值与预先设定的门限值比较，如果超过了预先设定的门限值，解扩结果判决模块输出判决结果为“捕获成功”，反之，该模块输出结果为“捕获失败”。
权利要求1.一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块、扩频码序列生成模块和周期压缩模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，其特征是所述载波剥离模块的输出连接到码元打包模块，码元打包模块的输出连接到周期压缩模块，周期压缩模块的输出连接到所述相关解扩模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，其特征是所述码元打包模块包括码元分段子模块和累加器子模块，码元分段子模块以所述相位-载波二维估计点搜索模块的输出作为输入，码元分段子模块的输出连接到累加器子模块，累加器子模块的输出为码元打包模块的输出。
3.根据权利要求1所述的一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，其特征是所述周期压缩模块包括周期数据分割子模块和周期数据累加子模块，周期数据分割子模块以所述码元打包模块的输出作为输入，周期数据分割子模块的输出连接到周期数据累加子模块，周期数据累加子模块的输出为所述周期压缩模块的输出。
4.根据权利要求1所述的一种用于捕获二次直接序列扩频信号的装置，其特征是所述相关解扩模块包括数据分离子模块和相关解扩运算子模块，数据分离子模块以所述周期压缩模块的输出作为输入，数据分离子模块的输出连接到相关解扩运算子模块，相关解扩运算子模块的输出为所述相关解扩模块的输出。
专利摘要本实用新型涉及一种用于接收捕获二次直接序列扩频信号的装置。该装置包括相位-载波二维估计点搜索模块、本地载波生成模块、扩频码序列生成模块、载波剥离模块、相关解扩模块和解扩结果判决模块，相位-载波二维估计点搜索模块的输出分别连接到本地载波生成模块、扩频码序列生成模块和周期压缩模块，载波剥离模块以接收到的二次直接序列扩频信号和本地载波生成模块的输出作为输入，相关解扩模块的输入之一是扩频码序列生成模块的输出，解扩结果判决模块以相关解扩模块的输出作为输入，所述载波剥离模块的输出连接到码元打包模块，码元打包模块的输出连接到周期压缩模块，周期压缩模块的输出连接到所述相关解扩模块。该装置减少了接收捕获过程中的运算量，因此减少了捕获时间，节约了捕获所需的资源。
文档编号H04B1/7075GK202334514SQ20112049527
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者李玉柏, 林静然, 罗正平 申请人:电子科技大学
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