邢亞斌,王振嶺，楊再秀

(1.中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北石家莊 050081;2.衛(wèi)星導航系統(tǒng)與裝備技術(shù)國家重點實驗室，河北石家莊 050081)

基于FFT的突發(fā)擴頻信號兼容快捕算法

邢亞斌1,2,王振嶺1,2，楊再秀1,2

(1.中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北石家莊 050081;2.衛(wèi)星導航系統(tǒng)與裝備技術(shù)國家重點實驗室，河北石家莊 050081)

針對傳統(tǒng)突發(fā)擴頻信號捕獲算法的缺陷，即無法自適應兼容處理不同同步頭時長信號，提出了一種改進的基于FFT的突發(fā)擴頻信號兼容快速捕獲算法。根據(jù)不同時長信號的實際應用特性，利用同步頭信號尾部對齊的格式特點，采用子矩陣形式存儲不同時長信號的碼相關(guān)結(jié)果，通過多支路并行捕獲處理，實現(xiàn)突發(fā)信號的自適應兼容捕獲。同時，通過矩陣的FFT運算同步實現(xiàn)全相干累積來提高信號載噪比，通過時頻并行處理提高處理效率，最大限度地優(yōu)化了弱信號條件的捕獲性能。仿真驗證表明，算法可以實現(xiàn)不同擴頻信號的兼容快速捕獲，研究為同步頭時長不等的低載噪比信號提供了一種有效的兼容快速捕獲方法。

信號檢測；突發(fā)擴頻信號；兼容存儲；傅里葉變換；并行處理；快速捕獲

擴頻通信具有抗干擾能力強、截獲率低、抗多徑干擾、保密性好等優(yōu)勢，被廣泛應用到通信系統(tǒng)中[1]，如移動通信領(lǐng)域CDMA。突發(fā)擴頻信號是相對于持續(xù)時間很長的信號而言的，即它的持續(xù)時間較短，截獲率更低，同樣在移動通信尤其是在軍事通信中被重點應用，如北斗衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)(radio determination satellite system)[2-3]。然而，隨著當前通信用戶對短時延遲和傳輸高效性的需求，如何應對突發(fā)擴頻信號下的自適應兼容和快速捕獲性能，即解決短時突發(fā)模式下終端通信的快速建鏈的問題，將直接影響系統(tǒng)的最終服務(wù)性能和用戶使用效率[4]。在軍事移動通信和信息傳輸領(lǐng)域，作為北斗衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)(RDSS)入站信號的典型特征，突發(fā)直擴技術(shù)的體制已成為傳統(tǒng)RDSS的重要應用模式[5]。未來，隨著北斗全球化進程發(fā)展和短報文服務(wù)性能的提升，RDSS業(yè)務(wù)將采用更加靈活的信號格式，同時從實際的用戶低功耗需求和未來的發(fā)展評估來看，后續(xù)的RDSS將具備大容量、低載噪比和信號同步頭時長不同等特點。針對這些特點，設(shè)計快速捕獲算法，正確、合理地解決突發(fā)擴頻信號下不同同步頭時長信號的兼容快速捕獲問題，是系統(tǒng)服務(wù)性能提升和擴展應用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵性內(nèi)容。

傳統(tǒng)的擴頻信號捕獲方法，包括基于滑動相關(guān)法和匹配濾波法[6-8]。這兩種方法結(jié)構(gòu)簡單，并且能夠在信噪比較低時實現(xiàn)碼相位搜索。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，快速FPGA和DSP產(chǎn)品為信號處理提供了更高效的平臺，基于FFT的信號處理被越來越多地應用在實踐中?；贔FT的擴頻信號快速捕獲方法具有搜索速度快、靈敏度高的特點[9-10]。然而，上述方法僅僅適應于特定的同步頭時長信號的捕獲，對同步頭時長不等的突發(fā)擴頻信號，無法實現(xiàn)兼容捕獲；另外，這些方法對于載噪比較低的信號，捕獲概率較低[11]，從用戶角度而言，將直接限制設(shè)備功耗等指標。

針對低載噪比、同步頭時長不等的突發(fā)擴頻信號，提出了一種改進的突發(fā)擴頻信號兼容快速捕獲算法。該算法基于FFT進行快速捕獲處理，采用全相干累積，通過將不同信號的碼相關(guān)結(jié)果以子矩陣形式存儲和設(shè)計多通道并行處理支路，以實現(xiàn)不同信號的兼容捕獲。

1 模型分析

1.1研究背景

同步頭長度不等的突發(fā)擴頻信號的信號結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 信號結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Signals model structure

與傳統(tǒng)擴頻信號尤其是傳統(tǒng)衛(wèi)星信號相比，接收到的這一類信號具有同步頭長度不等的特點。而傳統(tǒng)的捕獲方法只能處理特定同步頭長度的信號，不能捕獲其他長度信號。為了解決不同信號的兼容捕獲，需要設(shè)計新算法。

一般的捕獲方法通常將相干累積和非相干累積相結(jié)合[12-13]，涉及的參數(shù)多，實現(xiàn)難度大。如果采用全相干累積方法，增益效果將最明顯，一定范圍內(nèi)，相干累積時間越長，獲得的增益就越大。如果接收到的信號為低信噪比信號，此時更需要通過較長的相干累積時間來提高信噪比[14]。然而，相干累積時間并不能無限增長，它會受到殘余頻率差的限制。當頻率差存在時，較長的相關(guān)累積也會產(chǎn)生更多的損耗?？紤]到殘余頻率差對累積時間的制約，要想得到相同的累積增益，在增加累積時間的同時必須降低殘余頻率差。頻率差的降低可以通過提高載波頻率估計來實現(xiàn)[15]，即在搜索區(qū)間內(nèi)，減小頻率搜索步長，增加搜索單元數(shù)目。此時，如果使用串行處理方法，需要時間較長，考慮到突發(fā)信號的短時性，快速捕獲將難以實現(xiàn)。而采用并行捕獲方法則可以通過設(shè)計多路并行通道，縮短捕獲的時間需求，提高捕獲效率。

1.2算法介紹

針對低載噪比、同步頭時長不等的突發(fā)擴頻信號，設(shè)計了一種改進的突發(fā)擴頻信號兼容快速捕獲算法。該設(shè)計基于FFT實現(xiàn)信號快捕，采用時域-頻域結(jié)合并行捕獲方式[16]，縮短捕獲時間，提高捕獲效率；設(shè)計FFT多通道并行處理支路，實現(xiàn)不同突發(fā)信號的自適應兼容捕獲；采用全相干累積方法來提高載噪比，提高弱信號的捕獲性能。

基于FFT的突發(fā)擴頻信號的兼容快速捕獲算法的模型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 突發(fā)擴頻信號的兼容快速捕獲結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of the compatible fast acquisition algorithm

該結(jié)構(gòu)針對不同突發(fā)信號同步頭時長設(shè)計，首先將混頻后的數(shù)據(jù)進行緩存，之后對緩存的數(shù)據(jù)進行FFT并行碼相位搜索，進行一次FFT并行計算可以得到全部碼相關(guān)結(jié)果[17]。將相關(guān)結(jié)果以子矩陣形式進行兼容存儲，之后不同支路截取相應的子矩陣即各自對應的碼相關(guān)矩陣。通過第二次FFT變換實現(xiàn)頻率搜索，此時多條并行支路將對同一信號進行捕獲處理。碼相關(guān)矩陣的并行頻率搜索過程同時也是信號的全相關(guān)累積過程。

1.3理論依據(jù)

突發(fā)擴頻信號經(jīng)接收機前端處理得到中頻采樣信號，如式(1)所示[18]：

s(k)=Ad(kts)G(kts+τ)ej(ωIkts+ωdkts+φ)+n(kts)，

(1)

式中：ts是采樣時間；A為信號幅值；d(kts)表示信號中的調(diào)制數(shù)據(jù)；G(kts+τ)為經(jīng)過時延τ后的偽碼；ωI為接收機中頻；ωd為載波多普勒頻率；n(kts)為噪聲。假設(shè)同步頭的調(diào)制數(shù)據(jù)不存在跳變，當本地序列同時調(diào)制同步頭時，可以將式(1)中的d(kts)略去。

將信號分成P組，每組L點數(shù)據(jù)，下變頻之后進行L點相關(guān)運算，L點部分相關(guān)實際上是進行時域并行搜索[19]。假設(shè)不考慮傅里葉運算帶來的損耗，則相關(guān)結(jié)果的數(shù)學表達式為

cos(ωdkts+φ)+nI(n)=

cos(ωdnLts+φ)+nI(n)，

(2)

sin(ωdkts+φ)+nQ(n)=

sin(ωdnLts+φ)+nQ(n)，

(3)

將兩路信號的相關(guān)運算結(jié)果寫為復數(shù)形式

Z(n)=I(n)+jQ(n)=

(4)

對Z(n)進行N點FFT運算，可得

(5)

式中k是FFT頻率值，k=0,1，…，N-1。

(6)

式中kmax為FFT結(jié)果中峰值所對應的k值。因此可以得出算法對信號多普勒頻偏的估算精度為

(7)

2 算法原理

算法將時域并行搜索與頻域并行搜索相結(jié)合，并且采用FFT運算，可以在很短的時間內(nèi)將所有單元搜索完畢。

由于采樣率為碼速率的2倍，因此一次碼相關(guān)對應的碼片數(shù)為L/2，而通常碼相位搜索步長為1/2碼片，即在搜索區(qū)間內(nèi)有L個搜索單元，可以得到L個碼相關(guān)結(jié)果，將這L個碼相關(guān)結(jié)果用向量表示，記為[x0x1…xL-1]T，假設(shè)本地偽碼序列和接收偽碼在第k個相位時碼相位完全對齊，則第k個碼相關(guān)結(jié)果即Xk的幅值是這一組向量中幅值最大的[4]。采用L/2個碼片來進行并行相關(guān)，既能滿足粗捕獲半個碼片以內(nèi)的精度要求，又能降低處理延遲，節(jié)省資源。

信號到達接收機后，首先與本地產(chǎn)生的載波發(fā)生混頻，之后再與本地生成的偽碼序列進行相關(guān)運算以實現(xiàn)碼相位搜索[20]。在擴頻碼速率和碼相關(guān)點數(shù)L固定的情況下，同步頭時長為ti的擴頻信號會得到Pi組包含L個碼相位結(jié)果的向量，記做：[x0,ix1,i…xL-1,i]T，i=0,1,2，…，Pi-1?？梢詫⑦@Pi組向量表示為矩陣形式，得到

該矩陣中的每一列元素代表這一分組中各點碼相關(guān)結(jié)果，其每一行表示，在碼相位相同時不同點對應不同的相關(guān)值。因此在矩陣中必然存在某一行，在該行所對應的碼相位處，本地偽碼序列與接收偽碼序列完全對齊，假設(shè)為第k行，因為碼相位對齊時相關(guān)結(jié)果達到最大，所以此行中的任何一個元素都含有一個自相關(guān)峰值，其信噪比遠遠高于這一列中的其他元素。

碼相位搜索完成之后對信號進行頻域搜索。頻域搜索通過對矩陣的所有行進行FFT運算來實現(xiàn)。當本地偽碼序列與接收信號偽碼序列沒有對齊時，F(xiàn)FT運算結(jié)果較低，不存在較大的峰值；只有在第k行，其結(jié)果幅值才會顯示一個明顯的尖峰，在該峰值位置的碼相位即為要搜索的偽碼相位，峰值位置的頻率即為載波多普勒頻偏。

當接收機接收到的幾路不同擴頻信號同步頭時長分別為t1,t2,t3, 且t1

由于搜索矩陣A，B和C之間的這種關(guān)系，在方案設(shè)計中可以利用同步頭時長為t3的快捕通道，自適應兼容實現(xiàn)t1，t2等的同步頭捕獲。

根據(jù)指標要求，綜合考慮數(shù)據(jù)運算量、功率損耗以及精度需求，確定合適的信號分組數(shù)P、碼相關(guān)點數(shù)L和FFT點數(shù)N，理論上可以實現(xiàn)不同信號的兼容捕獲。

3 仿真實現(xiàn)

仿真條件假設(shè)為接收信號的同步頭時長分別為3,9,12 ms，擴頻碼速率為4.08 Mcps，多普勒頻偏為±6 kHz。

碼相關(guān)點數(shù)L的確定需要結(jié)合多普勒動態(tài)范圍、擴頻碼速率和長度。在上述條件下，選擇碼相關(guān)點數(shù)L=240是比較合理的。此時采樣時間

(8)

頻率帶寬為

(9)

滿足仿真條件。

由于采樣率為碼速率的2倍，因此一次碼相關(guān)對應的碼片數(shù)為L/2=120。對于3 ms同步頭，將包含3×10-3×4.08×106÷120=102個相互獨立的碼相關(guān)序列；對于9 ms 同步頭包含306個碼相關(guān)序列，對于12 ms同步頭則包含408個碼相關(guān)序列。相應搜索矩陣為

捕獲算法的實現(xiàn)框架如圖3所示。

圖3 碼相關(guān)矩陣生成和FFT多支路并行捕獲處理Fig.3 Generation of code correlation matrix and FFT multi-channel parallel acquisition

捕獲開始時，數(shù)字中頻信號與本地載波相乘實現(xiàn)正交下變頻并得到兩路信號[21]。經(jīng)過低通濾波和2倍采樣速率采樣得到重采樣數(shù)據(jù)并緩存。為了進行FFT操作，需要對緩存模塊中重采樣數(shù)據(jù)進行補零。序列補零后進行512點的FFT運算。將運算結(jié)果分別與多路本地偽碼序列FFT復共軛結(jié)果進行復乘，然后通過IFFT運算得到乘積的碼相關(guān)結(jié)果。將碼相關(guān)結(jié)果按照前文介紹的矩陣形式進行存儲，該存儲矩陣即為碼相關(guān)搜索矩陣。根據(jù)不同的同步頭長度，存儲夠最大408組偽碼相關(guān)的結(jié)果后，分別取后102組、后306組和全部408組碼相關(guān)結(jié)果，經(jīng)過補零然后輸入到頻率并行搜索模塊進行3組第2次FFT(512點)運算。此時，該信號將在3個并行處理通道中分別進行FFT運算。每一組FFT運算的結(jié)果求平方和最大值選擇，獲得3組中最大值MA，MB和MC。最后在對這3個最值進行比較和檢測判決，判斷是否捕獲成功。

圖3 b)中3組FFT的結(jié)果fA(τ,fd)、fB(τ,fd)和fC(τ,fd)是信號處理的模糊度函數(shù)，反映了信號的碼相位延遲和多普勒頻率。fA(τ,fd)，fB(τ,fd)和fC(τ,fd)分別代表3個通道信號處理的結(jié)果。

4 仿真結(jié)果及分析

圖4給出了C/N0=41 dBHz，同步頭長度為9 ms時的fA(τ,fd)，fB(τ,fd)和fC(τ,fd)結(jié)果。圖4中并沒有進行歸一化處理，是為了突出絕對值的不同。顯然，由于同步頭長度為9 ms，因此在正確的碼相位和多普勒位置的fB(τ,fd)絕對值是最大的。原因很明顯，僅有fB(τ,fd)利用了全部的同步頭能量。在進行捕獲判決時，一般都會利用絕對值進行判決，相對更有意義。對于模糊函數(shù)來說，可以定義峰值平均功率比(即峰均比)[22]為

(10)

圖4 9 ms同步頭信號的模糊度函數(shù)Fig.4 Ambiguity function of the signal with 9 ms sync head length(dB)

對于fA(τ,fd)，fB(τ,fd)和fC(τ,fd)來說，對應的PAPR分別為16.603 2，19.453 3和17.957 6 dB。

各處理支路處理不同信號的模糊度值如表1所示。

由表1可以看出，同步頭時長分別為3，9，12 ms的擴頻信號，只有在其對應的處理支路，才能獲得最大的峰均比。因為只有當信號與處理支路相匹配，處理過程才能充分利用同步頭所含能量，峰均比也將高于該時長信號在其他處理支路的結(jié)果。而不同處理支路峰均比的差異，對于9 ms時長的信號來說，該差異主要是由峰值差異導致的，三者間的非峰值結(jié)果是相近的；而對于12 ms時長信號與3 ms時長信號來說，這里的峰均比差異除了峰值的影響，還受到噪聲信號的共同影響，這一點在同步頭為3 ms時更加明顯。

表1 不同信號捕獲處理模糊度結(jié)果

表1結(jié)果也表明，該算法對于同步頭時長不同的信號能夠?qū)崿F(xiàn)兼容捕獲。

對算法性能進行分析。由于對相關(guān)矩陣的FFT運算過程可以看作是對同一碼相位下的復相關(guān)向量進行相位旋轉(zhuǎn)變換后的相干累加，所以相關(guān)矩陣的FFT運算不光可以實現(xiàn)頻率的并行搜索，同時還實現(xiàn)了信號的全相干累積。以9 ms同步頭信號為例，9 ms信號包含306組碼相關(guān)序列，對其相關(guān)結(jié)果矩陣的FFT運算相當于對相關(guān)結(jié)果的幅值進行了306次相干累積，其累積增益可以達到：

Gcoh=10 lg 306≈24.8 dB。

(11)

(12)

5 結(jié) 語

與傳統(tǒng)捕獲方法只能捕獲單一特定同步頭信號相比，本算法通過設(shè)計兼容式碼相關(guān)搜索矩陣，可實現(xiàn)不同擴頻信號的兼容快速捕獲。同時為了提高算法的捕獲性能，本文將時域搜索與頻域搜索結(jié)合來縮短捕獲時間，采用全相干累積方法以提升弱信號的捕獲性能，特別是創(chuàng)新性地將相關(guān)結(jié)果以子矩陣形式進行兼容式存儲，從而實現(xiàn)同步頭時長不等信號的兼容碼相關(guān)搜索。最后進行FFT多路并行計算進一步對頻域進行捕獲。仿真結(jié)果表明，對于同步頭時長不同的擴頻信號，該算法能夠有效實現(xiàn)兼容捕獲。并且，通過選擇合適的信號分組數(shù)P、碼相關(guān)點數(shù)L和FFT點數(shù)N這3個數(shù)值，以及設(shè)計匹配的捕獲處理支路，該算法理論上可以實現(xiàn)多信號的快速兼容捕獲，并且對弱信號具有良好的增益。預計未來北斗全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的RDSS信號將采用新的信號格式，屆時不同擴頻信號的兼容捕獲將成為重點設(shè)計內(nèi)容，本算法將繼續(xù)在處理短突發(fā)信號和高動態(tài)方面完善設(shè)計，以實現(xiàn)對未來低載噪比、短突發(fā)、高動態(tài)信號的快速兼容捕獲。

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[1] 田日才. 擴頻通信[M]. 北京: 清華大學出版社, 2007.

[2] 譚述森. 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展與思考[J]. 宇航學報， 2008,29(2) :391-396.

TAN Shusen. Beidou satellite navigation system development and thinking [J]. Journal of Astronautics, 2008, 29(2) :391-396.

[3] 山邊. 中國的衛(wèi)星導航—北斗導航定位系統(tǒng)[N]. 中國測繪報, 2004-08-17 (5) .

[4] 呂偉, 朱建軍. 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展綜述[J]. 地礦測繪, 2007,23(3) :29-32.

LYU Wei, ZHU Jianjun. Review of the development of the Beidou satellite navigation system [J]. Surveying and Mapping, 2007,23(3) :29-32.

[5] 王曉君, 張偉, 杜萌萌. 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用及其抗干擾技術(shù)[J]. 河北工業(yè)科技， 2014,31(3) :234-238.

WANG Xiaojun, ZHANG Wei, DU Mengmeng. Application of compass navigation satellite system and its anti-jamming [J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology， 2014, 31(3) :234-238.

[6] 謝剛. GPS原理與接收機設(shè)計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社, 2009.

[7] 張愛民, 胡洪坡, 付健. 基于DMF的偽碼捕獲技術(shù)研究[J]. 山西電子技術(shù), 2010(5):57-58.

ZHANG Aimin, HU Hongpo, FU Jian.Technology research on acquisition of PN code based on DMF [J]. Shanxi Electronic Technology, 2010(5):57-58.

[8] 竇建華, 王守亞, 李剛, 等. PN碼滑動相關(guān)捕獲方法的改進[J]. 電視技術(shù), 2013, 37(15):159-161.

DOU Jianhua, WANG Shouya, LI Gang, et al. Improved PN code sliding correlation acquisition method [J]. Video Engineering, 2013, 37(15):159-161.

[9] 趙鶴群, 楊家成. 直接序列擴頻通信中的FFT快速捕獲方法[J]. 艦船電子工程, 2013, 33(5):72-74.

ZHAO Hequn, YANG Jiacheng. Method for FFT fast acquisition of direct sequence spread spectrum communication [J]. Ship Electronic Engineering, 2013, 33(5):72-74.

[10] 秦帥剛, 王星, 程嗣怡, 等. 擴頻通信系統(tǒng)中一種FFT算法的快速捕獲方法[J]. 現(xiàn)代防御技術(shù), 2012, 40(2):150-154.

QIN Shuaigang, WANG Xing, CHENG Siyi, et al. Fast acquisition method of FFT algorithm in spread spectrum communication system [J]. Modern Defence Technology, 2012, 40(2):150-154.

[11] 李玉紅, 寇艷紅, 張其善. 微弱GPS信號捕獲算法研究[J]. 遙控遙測, 2009(7):61-65.

LI Yuhong, KOU Yanhong, ZHANG Qishan. Study on acquisition algorithm of weak GPS signal [J]. Telemetry and Remote Control, 2009(7):61-65.

[12] LIN J C. Differentially coherent PN code acquisition with full-period correlation in chip-synchoronous DS/SS receivers[J]. IEEE Transacions on Communications, 2002, 50(5): 698-702.

[13] ZARRABIZADEH R H， SOUSA E S. A differentially coherent PN code acquisition receiver for CDMA systems[J]. IEEE Transactions on Communications, 1997, 45(11):1456-1465.

[14] CHUANG Mingyu, FENG Kaiten. Adaptive GPS acquisition technique in weak signal environment[C]//IEEE 63rd Vehicular Technology Conference.[S.l.]:[s.n.], 2006: 2612-2616.

[15] CHENG U，HURD W J，STATMAN J I．Spread-spectrum code acquisition in the presence of Doppler shift and data modulatio[J]. IEEE Transaction on Communications,1990,38(2):241-250.

[16] 李昕萌. 低信噪比RDSS入站信號快速捕獲技術(shù)研究[D]. 北京: 北京理工大學,2015.

LI Xinmeng. Reserch on Fast Acquisition Technoligies of Low SNR RDSS Inbound Signals[D]. Beijing: Beijing Institute of Technology, 2015.

[17] 石巨峰, 童艷, 劉苗輝. 偽碼快速捕獲算法分析與仿真[J]. 電子科技, 2013, 26(7):177-179.

SHI Jufeng, TONG Yan, LIU Miaohui. Algorithm of fast acquisition of PN code[J]. Electronic Science and Technology, 2013, 26(7):177-179.

[18] AKOPIAN D. Fast FFT based GPS satellite acquisition methods[J]. IEEE Proceedings on Radar, Sonar & Navigation, 2005, 152(4):27-29.

[19] 于國慶, 靳蕊, 李永偉. 均值分組塊補零P碼直補算法原理及實現(xiàn)[J]. 河北科技大學學報, 2014, 35(2) :172-178.

YU Guoqing, JIN Rui, LI Yongwei. Principle and implement of P-code direct acquisition based on average block zero padding [J]. Journal of Hebei University of Science and Technology, 2014, 35(2) :172-178.

[20] 劉艷華. 相位搜索法擴頻碼捕獲的仿真實現(xiàn)[J]. 通信技術(shù), 2011, 44(12):147-149.

LIU Yanhua. The simulation method of acquisition of PN code phase seach [J]. Communication Technology, 2011, 44(12):147-149.

[21] 楊偉才, 侯潔, 劉玉坤, 等. 基于FPGA的FFT處理器設(shè)計[J]. 河北工業(yè)科技, 2013, 30(2) :112-116.

YANG Weicai, HOU Jie, LIU Yukun, et al. Design of FFT processor based on FPGA [J]. Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2013, 30(2) :112-116.

[22] 陸繼珍，卜愛民．高動態(tài)短時突發(fā)擴頻信號的快速捕獲技術(shù)研究[J]. 半導體技術(shù)，2008，33(6) : 530-533．

LU Jizhen, BU Aimin. Study of fast acquisition techniques for high dynamic and short-term burst spread spectrum signal[J]. Semiconductor Technology, 2008,33(6): 530-533.

Compatible fast acquisition algorithm for burst spread spectrum signal based on FFT

XING Yabin1,2,WANG Zhenling1,2，YANG Zaixiu1,2

(1.The 54thResearch Institute of CETC, Shijiazhuang, Hebei 050081, China; 2. State Key Laboratory of Satellite Navigation System and Equipment Technology, Shijiazhuang,Hebei 050081, China)

An improved compatible fast acquisition algorithm for burst spread spectrum signal based on FFT is introduced for the imperfection of the traditional fast acquisition algorithm of burst spread spectrum signal that can't process different synchronization-head length adaptively and compatibly. According to the actual application feature of different duration signals，it takes advantage of that the synchronization sequences are aligned at the end and stores the code correlation results in the manner of matrixes. Then parallel processing is used to realize adaptive acquisition compatibly for burst spread spectrum signal. Meanwhile, through the FFT operation of matrixes can realize complete coherent accumulation to improve the signal-to-noise ratio. Time-frequency parallel processing is used to improve processing efficiency, so as to make the most of optimizing the acquisitive performance of weak signals. The simulation result proves that the method can realize compatible and fast acquire-ment of different spread spectrum signals. The research pnvides an effective method for compatible and fast acquirement of different synchronization-head low signal-to-noise ratio signals.

signal detection; burst spread spectrum signal; compatible storage; FFT; parallel processing; fast acquisition

1008-1534(2017)06-0395-07

TN911.72

A

10.7535/hbgykj.2017yx06002

2017-09-21;

2017-10-28；責任編輯：李 穆

國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFB0502402)

邢亞斌(1992—)，男，河北石家莊人，碩士研究生，主要從事衛(wèi)星導航與信號處理方面的研究。

王振嶺高級工程師，碩士生導師。 E-mail: 18800687@qq.com

邢亞斌,王振嶺，楊再秀.基于FFT的突發(fā)擴頻信號兼容快捕算法[J].河北工業(yè)科技,2017,34(6):395-401.

XING Yabin,WANG Zhenling，YANG Zaixiu.Compatible fast acquisition algorithm for burst spread spectrum signal based on FFT[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology,2017,34(6):395-401.