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一种基于稀疏傅里叶变换的GMSK重叠通信捕获方法 

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申请/专利权人:天津津航计算技术研究所

摘要:本发明公开了一种基于稀疏傅里叶变换的重叠通信捕获方法,将信号的N个傅里叶系数分配到小部分“桶”中,因为信号频域是稀疏的,因此每一个桶中将很有可能只含有一个大值频点,然后就可根据对应的分桶原则,将大值频点的位置及其频域值计算出,较好的恢复出N点原始信号频谱。本发明克服了传统捕获方式下,扩频比较大导致FFT点数较多,无法满足资源需求的问题,通过稀疏傅里叶变换成倍降低FFT点数和资源消耗;克服了稀疏傅里叶变换欠采样过程中信噪比损失的问题,通过使用多通道累加结构,有效补偿了SFFT操作带来的信噪比损失。

主权项:1.一种基于稀疏傅里叶变换的重叠通信捕获方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、对接收到的GMSK信号进行匹配滤波操作;步骤二、对步骤一中匹配滤波之后的信号进行解旋转操作;步骤三、对步骤二中解旋转后的信号进行重排;步骤四、对步骤三重排后得到的N点序列进行预处理;N为解旋转后的信号长度;步骤五、对接收端本地存储的一个周期长度伪码序列进行预处理;步骤六、对步骤四与步骤五所得到的FFT序列进行共轭相乘,得到接收信号与本地伪码序列的频域相乘结果;步骤七、将步骤六得到的频域相乘结果进行P点IFFT运算,并依据重排后得到的N点序列将各点位置映射回原信号位置,完成相位重构;步骤八、改变步骤三中重排随机数的取值,并对第m段长度为N的接收信号重复上述步骤三到步骤七的操作,其中,m∈[1,M],M的大小依据接收信号信噪比的不同设定;步骤九、对M段相关结果进行累加,获得最终的相关结果,对相关结果进行峰值检测,找到峰值处对应的位置即为捕获得到的伪码相位;所述步骤一包括以下子步骤:步骤1.1对接收信号进行Laurent分解;步骤1.2在接收端对接收信号进行匹配滤波操作;所述步骤1.1的过程为:不考虑噪声影响,接收信号St表示为: 其中,exp代表以e为底的幂级数;j代表虚数单位,θ0为初始相位,αn为调制数据,qt为相移函数,T为符号持续时间;定义CKt,0≤K≤2L-1-1表示2L-1个完全不相同的脉冲,其中,L为脉冲响应持续时间,Laurent分解为将St表示为CKt求和的形式: 其中,bK,n为信息码元序列αn经过差分编码后得到的伪码序列,信息码元序列的差分编码规则为dn=dn-1αn,差分编码器的输出乘以jn即可得到伪码序列bK,n,由于其中C0t所占比重最大,因此,St近似用C0t表示;所述步骤1.2的过程为:在接收端利用C0t对接收信号进行匹配滤波操作,具体操作为将接收信号St与C0t进行相关处理:Sct=corr[St,C0t]3其中,corr代表相关操作;所述步骤二中,对步骤一中匹配滤波之后的信号Sct进行解旋转操作,即对第k个样值乘以因子j-k的操作:uk=j-kSc,k=j-kSckT4其中,Sc,k为Sc的离散化信号,由于GMSK调制看成是有π2旋转的BPSK调制,解旋的过程实际就去除π2旋转的影响;所述步骤三中,对解旋转后的信号Sc,k进行重排,具体为:定义Sc,k长度为N,选择随机数σ为奇数,σ对N求模可逆,定义重排方式为Pσ,τ,整数τ∈[1,N],接收信号重排后表示为: 其中,i为重排后信号的索引值,σi+τ为原信号索引值经过模N操作的结果;所述步骤四中,对步骤三重排后得到的N点序列进行预处理,具体为:将上述重排后的接收信号等间隔分成NP行、P列,并将每列数据进行叠加得到P点序列,并对P点序列进行FFT运算,得到接收信号的FFT序列;所述步骤五中,对接收端本地存储的一个周期长度伪码序列进行预处理,具体为:将接收端本地存储的一个周期长度伪码序列等间隔分成NP行、P列,并将每列数据进行叠加得到P点序列,并对P点序列进行FFT运算,得到本地伪码序列的FFT序列;所述步骤七中,依据重排序列σi+τ将各点位置映射回原信号位置,完成相位重构。

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