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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开的一种低复杂度的多速率捕获实现方法与装置，属于直接序列扩频通信技术领域。本发明装置包括速率匹配模块、采样率转换模块、Rs2补偿模块、串并转换分组模块、串并行频偏搜索和码相位搜索模块、可变符号数差分累积模块和峰均比判决模块。本发明通过速率匹配模块获得当前接收帧的帧格式参数、差分累积符号数以及门限系数，并设置到相应模块中，达到多速率复用目的。本发明通过采样率转换模块将非2的整数次幂长度的扩频码，采样到2的整数次幂个采样点，便于FFT处理，能扩展PN码长度选择的范围。本发明通过时分复用IFFT模块进一步减少资源复杂度。本发明具有能够适应多种通信速率与帧格式参数的通信需求、资源复杂度低等优点。

主权项：1.一种低复杂度的多速率捕获实现方法，其特征在于：针对非2整次幂扩频以及低复杂度兼容多种通信速率挡位的捕获，包括如下步骤，步骤一、确定帧格式参数；帧具有不同的码片速率Rc、相同的扩频比L、不同的符号数；步骤二、速率匹配；根据当前接收的帧类型序号，进而解析得到帧结构信息；所述帧结构信息包括：码片速率Rc、符号速率Rs、波形时域模板波形频域模板频偏搜索通道范围累积符号数M和峰均比门限PAR；步骤三、基带信号采样；以fs1的采样速率采样得到序列r1n；其中fs1为Rc的整数倍，所以扩频码的采样长度为L*fs1Rc，并非2的整数次幂；步骤四、采样率转换；将步骤三的序列r1n，转换为采样率为fs2的采样序列r2n；fs2＝2t*Rs＝2tRcL，为x的向上取整符号；此时扩频码的采样长度为N＝fs2Rs＝2t，为2的整数次幂；定义采样率转换前的过采样率为OSR1，即fs1＝Rc*OSR1，则有fs2＝N*RcL＝fs1*NOSR1*L；令g＝gcdN,OSR1*L，其中gcda,b表示求a和b的最大公约数；1对采样率为fs1的r1n进行Ng倍的内插，得到采样率为fs3＝Ng*fs1的序列rT1n；2在采样率fs3下对rT1n进行低通抗混叠滤波得到rT2n；3对抗混叠滤波后的序列rT2n进行OSR1*Lg倍的抽取，得到采样率为fs2的序列r2n；步骤五、将步骤四得到的r2n复制为两路，一路进行Rs2补偿得到r3n；另一路保持不变仍记为r2n； 简化后得： 其中j为虚数符号，n为自然数，n的取值范围为0,1,2,3…；步骤六、数据缓存及分组；将步骤五得到的r2n与r3n取前M*N个数据进行缓存，并划为M组，每组N个数据，得到和其中和均为N×1的向量，m＝0,1,2,…,M-1； 其中上标T表示矩阵的转置,步骤七、确定步骤六得到的和的频偏搜索通道范围频域搜索精度Δfsearch＝Rs2，多普勒频率范围为±Δfmax，则频域搜索通道数为： 因对r2n和r3n同时搜索，则令实际的总搜索通道为偶数P，即令其中P2表示对r2n和r3n分别搜索的通道数；令为x的向下取整符号；当P2为奇数时，r2n和r3n各搜索的频率通道范围为 当P2为偶数时，r2n和r3n各搜索的频率通道范围为 对于r2n，qi通道对应搜索的频偏为qi*Rs；对于r3n，qi通道对应搜索的频偏为qi-0.5*Rs；其中qi为向量的第i个值，i的取值范围为0,1,2,P2-1；步骤八、根据步骤二的波形时域模板及波形频域模板步骤六得到的和步骤七得到的频偏搜索通道范围采用FFT方法计算相关平面以及其中k＝0,1,2,…,N-1；步骤二得到的波形时域模板和波形频域模板都为N×1的向量，且FFTN表示N点快速傅里叶变换；令表示向右循环移位qi位； 令则为N×1的向量；利用FFT方法得 根据求的得 其中为N×P2的矩阵；同理求得令则为N×1的向量；利用FFT方法得 根据求的得 其中为N×P2的矩阵；步骤九、将步骤八得到的相关平面与进行组合，得到Am，其中Am为N×P的矩阵；并根据步骤七得到的与的频偏搜索通道范围计算Am的频偏搜索通道范围 当步骤七中的P2为奇数时， 当步骤七中的P2为偶数时， 对于Am，第q′通道对应的频偏为q′*Rs2，其中q′的取值范围为步骤十、根据步骤二得到的累积符号数M，将步骤九得到的组合后相关平面Am，进行差分相干累积，得到差分相干累积平面Y； 其中x*表示复数x的共轭；Y为N×P的矩阵；步骤十一、对步骤十得到的差分相干累积平面Y，进行取模方得到U；U＝realY2+imagY2其中realx表示取x的实部，imagx表示取x的虚部，U为N×P的矩阵；步骤十二、根据步骤十一得到的U，进行求峰值Peak、均值Mean以及峰均比PARcal，并记录峰值对应索引kpeak,qpeak；Peak＝maxUMean＝meanU 步骤十三、峰均比判决；根据步骤二得到的峰均比门限PAR，以及步骤十二得到的峰均比PARcal进行判决，并得到多普勒频偏估计fest；若PARcal≤PRA，则判决捕获失败，返回步骤三，对新输入的数据再次开始捕获流程；若PRAcalPAR，则判决捕获成功，且信号中的码相位以及多普勒频偏由峰值对应索引kpeak,qpeak求得；fest＝qpeak*Rs2。

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