一种基于三角包络拟合的频率二次捕获装置及方法
专利汇可以提供一种基于三角包络拟合的频率二次捕获装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于三 角 包络拟合的 频率 二次捕获装置，包括接收机天线、射频前端、频率并行搜索模 块 、FFT模块、伪码相关模块、 存储器 模块、非相干积累模块、峰值检测模块、相关积累存储模块以及三角包络拟合模块；接收机天线与射频前端相连，射频前端与频率并行搜索模块相连，频率并行搜索模块与FFT模块相连，FFT模块和存储器模块均与伪码相关模块相连，伪码相关模块与非相干积累模块相连，非相干积累模块与峰值检测模块相连，峰值检测模块与相关积累存储模块相连，相关积累存储模块与三角包络拟合模块相连。本发明实现简单，无需加入额外复杂结构，保证了捕获速度，在捕获时间受限的情况下能够快速、准确地完成载波多普勒频率精估。，下面是一种基于三角包络拟合的频率二次捕获装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种基于三角包络拟合的频率二次捕获装置，其特征在于，包括接收机天线、射频前端、频率并行搜索模块、FFT模块、伪码相关模块、存储器模块、非相干积累模块、峰值检测模块、相关积累存储模块以及三角包络拟合模块；接收机天线与射频前端相连，射频前端与频率并行搜索模块相连，频率并行搜索模块与FFT模块相连，FFT模块和存储器模块均与伪码相关模块相连，伪码相关模块与非相干积累模块相连，非相干积累模块与峰值检测模块相连，峰值检测模块与相关积累存储模块相连，相关积累存储模块与三角包络拟合模块相连；
接收机天线用于接收信号；
射频前端用于对接收信号进行下变频和采样；
频率并行搜索模块用于按固定频率步进产生本地载波，再与接收信号相乘，以剥离多普勒频率，再将此剥离多普勒频率后的信号输出至FFT模块；
FFT模块用于对频率并行搜索模块输出的每一组序列进行快速傅立叶变换，得到伪码相关模块的输入FFT序列；
存储器模块用于存储经过FFT变换后一个周期的本地伪码序列；
伪码相关模块用于将FFT模块的输出序列与本地伪码信号的快速傅立叶变换序列相乘，再通过逆快速傅立叶变换得到相关结果，取模值；非相干积累模块用于将伪码相关模块输出的结果按照相应位置进行非相干累加，提高输出信噪比；峰值检测模块用于比较非相干积累模块输出的相关结果，找出其中的最大值，根据其所处的搜索通道位置得到载波多普勒频率估计值fmax，并由峰值检测模块输出的峰值位置得到码相位估计值 作为捕获结果Pmax；相关积累存储模块用于存储捕获结果Pmax以及其左右相邻各一搜索通道内的相关结果Pmid和Pmin，并存储三个搜索通道对应的载波多普勒频率值fmax，fmid和fmin；三角包络拟合模块用于计算相关积累存储模块中三个相关结果Pmax，Pmid和Pmin所构成的三角包络，将三角包络顶点Pv所对应的频率值fv作为载波多普勒频率的精估结果。
2.如权利要求1所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获装置，其特征在于，所述射频前端包括下变频单元以及AD采样单元，通过下变频单元以及AD采样单元对接收信号进行下变频和采样。
3.如权利要求2所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获装置，其特征在于，所述伪码相关模块包括预存的本地伪码快速傅立叶变换、乘法单元、逆快速傅立叶变换单元、取模单元；乘法单元调用预存的本地伪码FFT序列，与折叠相加后FFT模块的输出依次相乘，IFFT单元对乘法单元的输出进行逆快速傅立叶变换，取模单元对IFFT单元的输出进行取模运算。
4.如权利要求3所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获装置，其特征在于，所述频率并行搜索模块包含多个频率通道，记为L。
5.一种基于三角包络拟合的频率二次捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、接收机天线接收信号，再通过射频前端进行下变频及采样；
步骤二、伪码相关模块以和AD采样单元的相同采样率对存储器模块产生的一个周期伪码序列进行采样，再输入FFT模块进行处理后存入存储器模块；
步骤三、频率并行搜索模块确定搜索频率，并进行载波多普勒剥离；
步骤四、伪码相关模块计算步骤三中载波多普勒频率剥离后的信号与本地伪码的循环相关结果，并取模值，得到每条频率搜索通道的Pl次相关结果；
步骤五、非相干积累模块将步骤四所得的每个频率搜索通道内的Pl个相关结果进行非相干累加，得到长度为Nc的相关序列；
步骤六、峰值检测模块对步骤五所得所有频率搜索通道内的相关积累结果进行幅值大小比较，设第l0条频率搜索通道内出现最大幅值，则选取其结果定义为Pmax；
步骤七、相关积累存储模块存储峰值检测模块所检测得到的幅值最大结果Pmax，及其左右相邻各一频率通道内的相关积累结果；
步骤八、三角包络拟合模块利用步骤七得到的三个相关积累结果拟合三角包络，求取三角包络顶点位置。
6.如权利要求5所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获方法，其特征在于，所述步骤一中，下变频通过下变频单元实现，输出为带有数据调制的复信号；采样通过AD采样单元实现，采样率为fs，采样结果为带有数据调制的基带采样序列，采样结果用如下公式(1)表示：
其中，N为总体采样点数；ts＝1/fs为时域采样间隔，D(nts)代表nts采样时刻的调制数据，为二进制数据，n代表第n个采样点；C(nts-τ0)表示接收信号的伪码，τ0代表伪码初始相位， 表示载波多普勒频率，其中，c为光速，v为本装置相对于卫星的运动速度，fRF为射频载波频率，ξ＝v/c，代表本装置相对于卫星的运动速度与光速的比值；exp代表以e为底的幂级数；j代表虚数单位； 为射频载波初始相位。
7.如权利要求6所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获方法，其特征在于，所述步骤二的实现过程如下：
步骤2.1：伪码相关模块以和AD采样单元的相同采样率对存储器模块产生的一个周期伪码序列，即对本地伪码进行采样，得到采样输出；
其中，所述的相同采样率为fs；采样输出记为 其表达式为如下公式(2)：
其中， 表示带有估计相位的本地伪码；为本地伪码的估计相位，Nc＝Tcfs是本地伪码一个伪码周期的采样点数，Tc＝LTcp为本地伪码的伪码周期，Tcp＝1/Rcp为一个本地伪码的码片持续时间，Rcp为本地伪码的码速率；
步骤2.2FFT模块对步骤2.1的采样输出进行FFT变换并取共轭；
其中，FFT变换并取共轭得到 其表达式为如下公式(3)：
其中， 表示对本地伪码的采样输出进行FFT变换， 表示对FFT
变换后的结果取共轭，k表示本地伪码经过FFT处理后变换到频域的点数；
步骤2.3将步骤2.2所得的结果存入存储器模块；
步骤三的实现过程如下：
步骤3.1频率并行搜索模块根据信道先验信息估计载波多普勒频偏范围；
其中，所述的信道先验信息为可预知的最大载波多普勒频偏；所述的载波多普勒频偏范围，记为：(-fd,max,fd,max)，fd,max即最大载波多普勒频偏；
步骤3.2将频偏范围按固定搜索步进划分成多个频率单元；
其中，固定搜索步进，记为Δfd，划分成L个频率单元，且第l个本地频率单元对应的搜索频率用如下公式(4)表示：
fl＝-fd,max+lΔfd,l＝0,1,2,...,L-1 (4)
其中， 表示对2fd,max/Δfd向上取整：
步骤3.3频率并行搜索模块将本地载波与接收信号相乘完成载波多普勒剥离，具体为：
所述的载波多普勒剥离用如下公式(5)表示：
其中，Pl表示非相干积累模块中的累加次数。
8.如权利要求7所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获方法，其特征在于，所述步骤四的实现过程为：
步骤4.1：先将第l条搜索通道的接收信号rl(n)以每行采样点长度为一个伪码周期Nc，分为Pl行，令i＝0,1,...,Pl-1，经过划分后的rl(n)写为：
步骤4.2：伪码相关模块对步骤4.1划分后的信号按行做FFT，得到每行的FFT结果如下公式(7)：
rl′(pl,k)＝FFT[rl(pl,n)],k＝0,1,2,...,Nc-1 (7)
步骤4.3：伪码相关模块取步骤4.2的结果与步骤2.2的结果进行逐点相乘，并进行IFFT变换，得到第l条频率搜索通道的Pl次相关结果yl(pl,n)如下公式(8)：
其中， 表示循环卷积，此时上式(8)可化简为：
所述步骤五中，非相干积累模块将步骤4.3所得的每个频率搜索通道内的Pl个相关结果进行非相干累加，得到长度为Nc的相关序列，如下公式(11)：
9.如权利要求8所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获方法，其特征在于，所述步骤七的实现过程为：
步骤7.1：相关积累存储模块存储峰值检测模块所检测得到的幅值最大结果Pmax，包括其对应的频率值fmax和相位值
步骤7.2：相关积累存储模块同时存储与Pmax左右相邻各一频率通道l0-1和l0+1内，相同相位 处的相关积累结果，并比较三个相关积累结果的幅值大小，三个相关积累结果幅值表示为：
其中， Rc(·)表示伪码相关函数；
将 按照大小进行排序，分别将其对应的点定义为Pmax，Pmid和Pmin，同时也存储其相应的频率值fmax，fmid和fmin以及幅值Amax，Amid和Amin。
10.如权利要求9所述的基于三角包络拟合的频率二次捕获方法，其特征在于，所述步骤八中，三角包络拟合模块利用Pmax，Pmid和Pmin三个相关积累结果拟合三角包络，求取三角包络顶点位置，具体为：
步骤8.1：连接Pmax和Pmin构成三角包络的一条斜边，表示为：
步骤8.2：以公式(15)的斜率取反，过Pmid作另一条斜边为：
步骤8.3：求取步骤8.1和步骤8.2中两条斜边的交点，即为三角包络的顶点，记作Pv，利用三角包络与sinc包络顶点的位置具有相似性可知，Pv所对应的频率值即为精化后的载波多普勒频率值。
一种基于三角包络拟合的频率二次捕获装置及方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种脉冲到达时间的测量方法及系统 | 2020-05-11 | 502 |
| 一种适应于有频偏和低信噪比环境下的差分相关捕获方法 | 2020-05-12 | 491 |
| 一种基于三角包络拟合的频率二次捕获装置及方法 | 2020-05-12 | 413 |
| 图像拼接方法 | 2020-05-11 | 299 |
| 一种视频编码方法及视频编码装置 | 2020-05-12 | 375 |
| 一种旋转机械频谱谐波平均优化方法 | 2020-05-13 | 77 |
| 基于块稀疏统计预测的PET-MRI多模态联合重建方法 | 2020-05-13 | 994 |
| 移动通信系统中针对LTE-A系统消息进行解析处理的方法 | 2020-05-11 | 245 |
| 超声腐蚀监测 | 2020-05-08 | 747 |
| 一种织物图像超分辨率重建方法 | 2020-05-08 | 16 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
