CN106656258B - 一种信号捕获方法及装置 - Google Patents

一种信号捕获方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106656258B
CN106656258B CN201611199915.5A CN201611199915A CN106656258B CN 106656258 B CN106656258 B CN 106656258B CN 201611199915 A CN201611199915 A CN 201611199915A CN 106656258 B CN106656258 B CN 106656258B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
harbour
matched filtering
code phase
strong
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611199915.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106656258A (zh
Inventor
邓中亮
李三川
莫君
贾步云
刘志超
肖占蒙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN201611199915.5A priority Critical patent/CN106656258B/zh
Publication of CN106656258A publication Critical patent/CN106656258A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106656258B publication Critical patent/CN106656258B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7073—Synchronisation aspects
    • H04B1/7075—Synchronisation aspects with code phase acquisition
    • H04B1/70751—Synchronisation aspects with code phase acquisition using partial detection
    • H04B1/70752—Partial correlation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7073—Synchronisation aspects
    • H04B1/7075—Synchronisation aspects with code phase acquisition
    • H04B1/70751—Synchronisation aspects with code phase acquisition using partial detection
    • H04B1/70753—Partial phase search

Abstract

本发明实施例提供了一种信号捕获方法及装置，该方法通过对接收到的射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号，之后再对复信号进行A/D转换，得到离散数字中频信号，通过相干积分和非相干积分对该离散数字中频信号中的强信号进行处理，得到强信号码头对应的码相位，生成强信号码头的时间先验信息，再根据该时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，最后再判断该匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件，如果满足，则对离散数字中频信号的弱信号捕获成功。应用本发明实施例，能够根据强信号码头的时间先验信息，仅对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，能够快速的对射频信号中弱信号进行捕获。

Description

一种信号捕获方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种应用于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统的信号捕获方法及装置。
背景技术
随着无线网络技术的发展，位置服务(Location Based Service，LBS)也逐渐被人们所关注，人们对定位的需求也与日俱增。目前，全球定位系统(Global PositioningSystem，简称GPS)以及全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，简称GNSS)日趋完善，室外定位已经相对比较成熟，能够为用户提供精确的位置信息。但是随着城市现代化进程的推进，城市中的建筑物逐渐增多，人们也越来越多的在室内进行活动，因此人们对室内位置服务的需求也日益增多，这使得室内精确定位变得越发重要。
时分码分正交频分复用TC-OFDM(Time&Code Division-Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)系统正是针对室内定位而研制的，能够提供高精度室内外位置服务。TC-OFDM系统与其他高精度定位系统一样，也是基于码分多址(Code DivisionMultiple Access,简称CDMA)技术实现的，它是将CDMA信号叠加于移动广播信号上，在不影响用户接收移动广播信号的前提下，为用户提供精确的位置服务。
由于室内墙体错综复杂，这使得TC-OFDM系统中基站发出的射频信号在传输过程中，信号的强度会因为墙体阻挡等原因而大大减弱。为了实现准确的定位，通常接收机接收到的射频信号是多个基站发出射频信号的混合射频信号，而不同基站距接收机的距离往往不同，因此接收机接收到的混合射频信号中各射频信号的强度也不同，一般称混合射频信号中信号最强的射频信号为强信号，其他均称之为弱信号，在信号捕捉的过程中，弱信号将受到强信号的严重干扰，这导致对弱信号的捕捉过程缓慢，因此，如何快速地捕捉到射频信号中弱信号是目前存在的一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种信号捕获方法及装置，以实现快速的对射频信号中弱信号进行捕获。
为达到上述目的，本发明实施例公开了一种信号捕获方法，应用于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统中的接收机，所述方法包括：
接收TC-OFDM基站发出的射频信号，对所述射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号rIF(t)；
对所述复信号rIF(t)进行模数A/D转换，得到离散数字中频信号；
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，所述强信号码头为：在周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰；
根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰；
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号；
判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件；
若满足，则对所述离散数字中频信号的弱信号捕获成功。
可选的，所述射频信号中每一周期GOLD码序列包括：第一预设数量个N位的GOLD码以及一个M位的GOLD码。
可选的，所述利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，包括：
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号对应的周期GOLD码序列进行捕捉；
判断是否连续捕捉到所述第一预设数量个N位GOLD码的相关峰；
如果是，将下一个N位GOLD码对应相关峰确定为强信号码头，将所述强信号码头在对应周期GOLD码序列中的码相位确定为第一码相位。
可选的，所述根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，包括：
确定所述第一码相位对应向后推移第二预设数量个码片后对应的时间信息；
将所确定出的时间信息确定为所述强信号码头的时间先验信息。
可选的，所述根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，包括：
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到针对所述预设段射频数据的弱信号对应的最大相关峰值以及次大相关峰值，将所述最大相关峰值以及次大相关峰值作为匹配滤波结果；
所述判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件，包括：
判断所述最大相关峰值与所述次大相关峰值的比值与预设门限值的大小关系，若所述比值大于等于所述预设门限值，则判定所述匹配滤波结果满足所述预设门限判定条件。
为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种信号捕获装置，应用于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统中的接收机，所述装置包括：
第一处理模块，用于接收TC-OFDM基站发出的射频信号，对所述射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号rIF(t)；
转换模块，用于对所述复信号rIF(t)进行模数A/D转换，得到离散数字中频信号；
第二处理模块，用于利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，所述强信号码头为：在周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰；
生成模块，用于根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰；
匹配滤波模块，用于根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号；
判断模块，用于判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件；
捕获模块，用于在判断模块判定结果为满足的情况下，则对所述离散数字中频信号的弱信号捕获成功。
可选的，所述射频信号中每一周期GOLD码序列包括：第一预设数量个N位的GOLD码以及一个M位的GOLD码。
可选的，所述第二处理模块，具体用于：
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号对应的周期GOLD码序列进行捕捉；
判断是否连续捕捉到所述第一预设数量个N位GOLD码的相关峰；
如果是，将下一个N位GOLD码对应相关峰确定为强信号码头，将所述强信号码头在对应周期GOLD码序列中的码相位确定为第一码相位；
其中，所述强信号码头为：在周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰。
可选的，所述生成模块，具体用于：
确定所述第一码相位对应向后推移第二预设数量个码片后对应的时间信息；
将所确定出的时间信息确定为所述强信号码头的时间先验信息；
其中，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰。
可选的，所述匹配滤波模块，具体用于：
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到针对所述预设段射频数据的弱信号对应的最大相关峰值以及次大相关峰值，将所述最大相关峰值以及次大相关峰值作为匹配滤波结果，其中，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号；
所述判断模块，具体用于：
判断所述最大相关峰值与所述次大相关峰值的比值与预设门限值的大小关系，若所述比值大于等于所述预设门限值，则判定所述匹配滤波结果满足所述预设门限判定条件。
由上可见，在本发明实施例提供的方案中，通过对接收到的射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号，之后再对复信号进行A/D转换，得到离散数字中频信号，通过相干积分和非相干积分对该离散数字中频信号中的强信号进行处理，得到强信号码头对应的码相位，生成强信号码头的时间先验信息，再根据该时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，最后再判断该匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件，如果满足，则对离散数字中频信号的弱信号捕获成功。应用本发明实施例，能够根据强信号码头的时间先验信息，仅对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，进而能够快速的对射频信号中弱信号进行捕获。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种信号捕获方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种具体的射频信号体制示意图；
图3位本发明实施例提供的一种信号捕获装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过具体实施例，对本发明进行详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种信号捕获方法的流程示意图，该方法应用于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统中的接收机，该方法包括步骤：
S101：接收TC-OFDM基站发出的射频信号，对所述射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号rIF(t)。
为了清楚地对本发明实施例提供的方案进行说明，首先介绍下时分码分正交频分复用TC-OFDM系统中射频信号体制，在TC-OFDM系统中射频信号为OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing)信号与CDMA信号的复用，OFDM信号即正交频分复用信号，在本发明实施例提供的方案中，射频信号可以选用叠加伪随机(PN，Pseudo Noise)序列和OFDM信号进行复用，射频信号的一个时隙为25ms(毫秒)，一个时隙可以理解为一个周期；通常可以选用GOLD码序列作为PN序列，GOLD码序列包含多个码片，每个码片均有一定的时间长度且各码片的时间长度相等，码片的时间长度可以预先设定，例如，可以设定GOLD码序列中每个码片的时间长度均为200ns(纳秒)，那么，在一个时隙25ms(即，一个周期GOLD码序列)中共有125000个码片。
上述射频信号中每一周期GOLD码序列包括：第一预设数量个N位的GOLD码以及一个M位的GOLD码。
为了方便编码计算，通常可以将GOLD码序列用N位的GOLD码对其进行分割，例如用8191位GOLD码对上述的125000个码片进行分割，在得到15个完整的8191位GOLD码之后，还剩余一段包含2135个码片的序列，我们称剩余的这个序列为2135位GOLD，即M＝2135，由于上述得到的完整的8191位GOLD码的数量与选用的GOLD码的位数N有关，在本发明实施例提供的方案中，称N位GOLD码的数量为第一预设数量，例如上述有15个8191位GOLD，那么第一预设数量则为15。如图2所示，为本发明实施例提供的一种具体的射频信号体制示意图。
需要说明的是，上述设定的每个码片的时间长度为200ns仅为一具体示例，本发明实施例并不对其做明确限定，并且对于选用N位GOLD码本申请不做具体限定，除上述选用的N为8191外，N还可以为511、1023、2047、4095等等，而剩余的一个M位GOLD，只要N确定了，那根据计算便能够得到M的具体值，因此，本申请并不对M位GOLD做其他形式的限定。
本领域技术人员能够理解的是，定位通常是指空间定位，对于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统来说，系统中的接收机需要接收至少3个基站发射过来的射频信号才能实现空间的定位，因此，接收机接收到的射频信号为多个基站发射的射频信号的混合射频信号，由于不同的基站到接收机的距离往往是不同的，那么接收机接收到的混合射频信号中各射频信号的信号强度也有所不同，一般称混合射频信号中信号最强的射频信号为强信号，其他均称之为弱信号。
在接收到上述的混合射频信号之后，可以对该混合射频信号进行变频处理，该变频处理采用的是下变频到零中频的方式，将上述的混合射频信号转化为中频的复信号rIF(t)。
其中，中频的复信号rIF(t)可以表示为如下形式：
rIF(t)＝ass(t-τs)exp{j[2(fIF+fds)(t-τs)+θIFS]}
+aws(t-τw)exp{j[2π(fIF+fdw)(t-τw)+θIFw]}
上式中，t表示时间，as表示强信号的中频振幅、aw表示弱信号的中频振幅；τs表示强信号的传播时延、τw表示弱信号的传播时延；fIF表示中频频率；fds表示多普勒和晶振误差造成的强信号的中频频偏、fdw表示多普勒和晶振误差造成的弱信号的中频频偏；θIFS表示强信号的中频初相位、θIFw表示弱信号的中频初相位。
S102：对所述复信号rIF(t)进行模数A/D转换，得到离散数字中频信号。
在得到上述的复信号rIF(t)之后，对rIF(t)进行模数转换，即A/D转换，经过A/D转换后能够得到离散数字中频信号，离散数字中频信号包括I路离散数字中频信号rIF,I(t)以及Q路离散数字中频信号rIF,Q(t)，具体可表示为：
rIF,I(t)＝ass(t-τs)cos[2π(fIF+fds)(t-τs)+θIFS]
+aws(t-τw)cos[2π(fIF+fdw)(t-τw)+θIFw]；
rIF,Q(t)＝ass(t-τs)sin[2π(fIF+fds)(t-τs)+θIFS]
+aws(t-τw)sin[2π(fIF+fdw)(t-τw)+θIFw]；
其中，t表示时间，as表示强信号的中频振幅、aw表示弱信号的中频振幅；τs表示强信号的传播时延、τw表示弱信号的传播时延；fIF表示中频频率；fds表示多普勒和晶振误差造成的强信号的中频频偏、fdw表示多普勒和晶振误差造成的弱信号的中频频偏；θIFS表示强信号的中频初相位、θIFw表示弱信号的中频初相位。
S103：利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，所述强信号码头为：在周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰。
由上可知，接收机接收到的射频信号为多个基站发射的射频信号的混合射频信号，不难理解的是，该混合射频信号中各射频信号在形式上是对等的，因此，离散数字中频信号可以理解为包含上述混合射频信号中各射频信号对应离散数字中频信号的混合，这里所说的离散数字中频信号的强信号，是指与上述混合射频信号中信号最强的射频信号对应的离散数字中频信号，相应的，离散数字中频信号的弱信号，是指上述混合射频信号中除信号最强的射频信号以外的射频信号对应的离散数字中频信号。
在本发明实施例提供的一种具体实现方式中，上述利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，可以包括：
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号对应的周期GOLD码序列进行捕捉；
判断是否连续捕捉到所述第一预设数量个N位GOLD码的相关峰；
如果是，将下一个N位GOLD码对应相关峰确定为强信号码头，将所述强信号码头在对应周期GOLD码序列中的码相位确定为第一码相位。
本领域技术人员能够理解的是，相干积分和非相干积分是信号处理领域很常见信号处理的手段；对信号进行相干积分的过程大致为，将信号与数字控制振荡器输出的正弦信号和余弦信号分别混频相乘，得到对应于同相支路和正交支路的两个积分值，因为这里的积分运算是将两条支路上的信号分开来进行，而不是将两者混合起来，所以这种积分称为相干积分。由于在接收机对信号进行同步之前，多普勒、晶振误差以及传输时延等不确定因素的存在，相干积分往往使用受限，而非相干积分一般对多普勒以及晶振误差等因素不敏感，因此，常见的是采用相干积分和非相干积分相结合的方式对信号进行积分处理。
以图2为例，在利用相干积分和非相干积分对上述的离散数字信号中的强信号进行处理时，每个8191位GOLD码均能形成一个相关峰，由上述图2所示的射频信号机制可知，一个周期GOLD码序列中包含有15个8191位GOLD码和一个2135位GOLD码，由于2135位GOLD码形成的相关峰与8191位GOLD码形成的相关峰不同，不同之处可以体现在峰值等参数上，本发明实施例不对其进行明确限定；基于上述内容，可以理解的是，只要接收机能够连续捕捉到15(即，第一预设数量)个8191位GOLD码对应形成的相关峰的话，则说明本周期GOLD码序列中已经没有8191位GOLD码了，那么下一个8191位GOLD码必然会是下个周期GOLD码序列中第一个8191位GOLD码，那么该第一个8191GOLD码对应形成的相关峰即为该离散数字信号中的强信号对应的强信号码头，强信号码头对应一个码片，码片在该周期GOLD码序列中对应有码相位，将该码相位作为第一码相位。
值得一提的是，图2仅为本发明实施例提供的一种具体的示意图，本发明实施例并不对射频信号的具体GOLD码序列的内容进行限定。需要强调的是，利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号对应的周期GOLD码序列进行捕捉的具体实现方式，可以为现有技术存在的任一实现方式，在此不做限定。
S104：根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰。
本领域技术人员能够理解的是，在TC-OFDM系统中，每个码片在实际空间中大约对应60米的距离，为了保证通信信号的强度，在设置基站时，接收机能够接收射频信号的任意两基站之间的距离通常不会超过120千米，也就对应2000个码片，假设接收机接收到基站A发射的射频信号a强度最强，那也就是说射频信号a为接收机接收的射频信号的强信号，由于发出信号的其他基站到基站A的距离均不超过120KM，那么即便是某基站，如基站B发出的射频信号b比较弱，那么其对应的码头理论上会在射频信号a对应码头出现之后的2000个码片之间出现，因此，能够根据上述确定的强信号码头对应的第一码相位确定弱信号码头出现的大致范围，考虑到其他不确定性因素，可以将该范围的放宽一点，例如，可以将2000个码片放宽至4095个码片，即弱信号码头预出现的最大位置对应的码片是第一码相位之后的第4095个码片，也就是说在强信号码头对应的第一码相位之后的4095个码片之间，弱信号码头会出现。
由上可知的是，每个码片均有时间长度，因此，只要确定上述弱信号码头预出现的最大位置对应码片，就能够确定该码片对应的时间信息，通常称上述弱信号码头预出现的最大位置对应码片的时间信息为时间先验信息。
在本发明实施例提供的一种具体实现方式中，上述根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，可以包括：
确定所述第一码相位对应向后推移第二预设数量个码片后对应的时间信息；
将所确定出的时间信息确定为所述强信号码头的时间先验信息。
示例性的，假定上述第一码相位为0，且其对应的时间也为0，由上可知，每个码片均对应有时间长度，假设设置的弱信号码头出现的最大位置对应的码片也为第一码相位之后的第4095个码片的话，也就是这里设置的第二预设数量为4095，前述可知每个码片的时间长度为200ns，那么，可以确定出第4095个码片对应的时间为4095*200ns＝819us(微秒)，将该时间信息作为上述强信号码头对应的时间先验信息。
需要说明的是，上述假定的第一码相位及其对应的时间仅为本发明实施例提供个具体示例，并不构成对上述内容的限定。
S105：根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号。
在得到上述强信号码头对应的时间先验信息之后，为了滤除其他段信号对滤波的干扰，可以将强信号码头至弱信号码头与出现最大位置之间的一段离散数字中频信号截取出来，本发明实施例中，称上述截取出来这段离散数字中频信号为预设段射频数据，可以将该射频信号存储至某一存储空间中，例如，将上述0-819us时间段内的离散数字中频信号存储至随机存取存储器(random access memory，RAM)中，然后对RAM中存储的离散数字中频信号的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果。当然，也可以不用将上述的0-819us时间段内的离散数字中频信号存储至RAM中，直接对该0-819us时间段内的离散数字中频信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果。
在本发明实施例提供的一种具体实现方式中，上述根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，可以包括：
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到针对所述预设段射频数据的弱信号对应的最大相关峰值以及次大相关峰值，将所述最大相关峰值以及次大相关峰值作为匹配滤波结果。
根据上述得到的时间先验信息，可以对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，具体过程如下：用本地存储的GOLD码序列与接收到的上述的弱信号进行匹配，例如，在本地存储有100组GOLD码序列，而接收到的射频信号包含了上述100组GOLD码序列中的某一组，在进行匹配滤波的过程中，用本地存储的100组GOLD码序列分别与上述弱信号对应的GOLD码序列做匹配运算，当出现相关峰时(相匹配的GOLD码序列才会出现峰值)，找到最大相关峰值以及次大相关峰值，在该预设段射频数据中，出现的最大相关峰值对应的相关峰即为弱信号码头。将上述得到的最大相关峰值和次大相关峰值作为匹配滤波结果。
S106：判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件。
在上述得到匹配滤波结果之后，需要对该匹配滤波结果进行判断，看该匹配滤波结果是否能够达到预设门限判定条件。
具体的，在上述得到匹配滤波结果为最大相关峰值和次大相关峰值的情况下，上述判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件，可以包括：
判断所述最大相关峰值与所述次大相关峰值的比值与预设门限值的大小关系，若所述比值大于等于所述预设门限值，则判定所述匹配滤波结果满足所述预设门限判定条件。
示例性的，假定上述匹配滤波结果为：最大相关峰值＝180、次大相关峰值＝110，预设门限值＝1.5，那么，最大相关峰值/次大值相关峰值＝180/110＝1.636，而1.636是大于预设门限值1.5，此时，判定该匹配滤波结果满足预设门限判定条件。
当然，上述设置预设门限值为1.5仅为本发明实施例提供的一种具体示例，具体的预设门限值还可以设置为：1.55、1.6、1.65、1.7等等，因此，本发明实施例并不对预设门限值具体数值进行明确的限定。
S107：在所述匹配滤波结果满足预设门限判定条件的情况下，则对所述离散数字中频信号的弱信号捕获成功。
如果上述判定匹配滤波结果满足上述的预设门限判定条件的话，则说明接收机已经捕获到该离散数字中频信号的弱信号。由上可知的是，在上述对预设段射频数据中弱信号进行匹配滤波后，可得到弱信号码头，因此能够得到该弱信号码对应的码片到强信号码头对应码片的距离ΔP，而上述离散数字中频信号的强信号码头对应码片的第一码相位是已知的，因此，根据第一码相位以及ΔP能够确定出弱信号码头对应的码片在该周期GOLD码序列中的码相位，具体的，假设弱信号码头对应的码片在该周期GOLD码序列中的码相位用P表示，那么，P＝第一码相位-ΔP，综上能够确定弱信号码头对应的码片在该周期GOLD码序列中的码相位，在确定弱信号码头对应的码片的码相位之后，开始对上述离散数字中频信号的弱信号进行同步跟踪，即对该离散数字中频信号的弱信号捕获成功。
如果上述获得的匹配滤波结果不满足预设门限判定条件的情况下，不做任何操作。
综上可见，应用图1提供的实施例，通过对接收到的射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号，之后再对复信号进行A/D转换，得到离散数字中频信号，通过相干积分和非相干积分对该离散数字中频信号中的强信号进行处理，得到强信号码头对应的码相位，生成强信号码头的时间先验信息，再根据该时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，最后再判断该匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件，如果满足，对上述弱信号进行捕获。应用本发明实施例，能够根据强信号码头的时间先验信息，仅对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，进而能够快速的对射频信号中弱信号进行捕获。
图3为本发明实施例提供的一种信号捕获装置的结构示意图，与图1提供的方法实施例相对应的，该装置应用于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统中的接收机，该装置可以包括：第一处理模块201、转换模块202、第二处理模块203、生成模块204、匹配滤波模块205、判断模块206和捕获模块207。
第一处理模块201，用于接收TC-OFDM基站发出的射频信号，对所述射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号rIF(t)；
转换模块202，用于对所述复信号rIF(t)进行模数A/D转换，得到离散数字中频信号；
第二处理模块203，用于利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，所述强信号码头为：在周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰；
进一步的，上述的第二处理模块203，具体用于：
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号对应的周期GOLD码序列进行捕捉；
判断是否连续捕捉到所述第一预设数量个N位GOLD码的相关峰；
如果是，将下一个N位GOLD码对应相关峰确定为强信号码头，将所述强信号码头在对应周期GOLD码序列中的码相位确定为第一码相位；
其中，所述强信号码头为：在周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰。
在本发明实施例提供的信号捕获装置中，上述的射频信号中每一周期GOLD码序列包括：第一预设数量个N位的GOLD码以及一个M位的GOLD码。
生成模块204，用于根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰；
进一步的，上述的生成模块204，具体用于：
确定所述第一码相位对应向后推移第二设数量个码片后对应的时间信息；
将所确定出的时间信息确定为所述强信号码头的时间先验信息；
其中，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰。
匹配滤波模块205，用于根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号；
进一步的，上述的匹配滤波模块205，具体用于：
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到针对所述预设段射频数据的弱信号对应的最大相关峰值以及次大相关峰值，将所述最大相关峰值以及次大相关峰值作为匹配滤波结果，其中，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号。
判断模块206，用于判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件；
进一步的，在上述匹配滤波模块205具体用于：根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到针对所述预设段射频数据的弱信号对应的最大相关峰值以及次大相关峰值，将所述最大相关峰值以及次大相关峰值作为匹配滤波结果的情况下，上述的判断模块206，具体用于：
判断所述最大相关峰值与所述次大相关峰值的比值与预设门限值的大小关系，若所述比值大于等于所述预设门限值，则判定所述匹配滤波结果满足所述预设门限判定条件。
捕获模块207，用于在判断模块206判定结果为满足的情况下，则对所述离散数字中频信号的弱信号捕获成功。
应用图3提供的实施例，通过对接收到的射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号，之后再对复信号进行A/D转换，得到离散数字中频信号，通过相干积分和非相干积分对该离散数字中频信号中的强信号进行处理，得到强信号码头对应的码相位，生成强信号码头的时间先验信息，再根据该时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，最后再判断该匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件，如果满足，则对所述离散数字中频信号的弱信号捕获成功。应用本发明实施例，能够根据强信号码头的时间先验信息，仅对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，进而能够快速的对射频信号中弱信号进行捕获。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种信号捕获方法，其特征在于，应用于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统中的接收机，所述方法包括：
接收TC-OFDM基站发出的射频信号，对所述射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号rIF(t)；
对所述复信号rIF(t)进行模数A/D转换，得到离散数字中频信号；
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，所述强信号码头为：一个周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰；
根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰；
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号；
判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件；
若满足，则对所述离散数字中频信号的弱信号捕获成功。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频信号中每一周期GOLD码序列包括：第一预设数量个N位的GOLD码以及一个M位的GOLD码。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，包括：
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号对应的周期GOLD码序列进行捕捉；
判断是否连续捕捉到所述第一预设数量个N位GOLD码的相关峰；
如果是，将下一个N位GOLD码对应相关峰确定为强信号码头，将所述强信号码头在对应周期GOLD码序列中的码相位确定为第一码相位。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，包括：
确定所述第一码相位对应向后推移第二预设数量个码片后对应的时间信息；
将所确定出的时间信息确定为所述强信号码头的时间先验信息。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，包括：
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到针对所述预设段射频数据的弱信号对应的最大相关峰值以及次大相关峰值，将所述最大相关峰值以及次大相关峰值作为匹配滤波结果；
所述判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件，包括：
判断所述最大相关峰值与所述次大相关峰值的比值与预设门限值的大小关系，若所述比值大于等于所述预设门限值，则判定所述匹配滤波结果满足所述预设门限判定条件。
6.一种信号捕获装置，其特征在于，应用于时分码分正交频分复用TC-OFDM系统中的接收机，所述装置包括：
第一处理模块，用于接收TC-OFDM基站发出的射频信号，对所述射频信号进行下变频到零中频处理，得到复信号rIF(t)；
转换模块，用于对所述复信号rIF(t)进行模数A/D转换，得到离散数字中频信号；
第二处理模块，用于利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号进行处理，得到强信号码头对应的第一码相位，所述强信号码头为：一个周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰；
生成模块，用于根据所述第一码相位，生成针对所述强信号码头的时间先验信息，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰；
匹配滤波模块，用于根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到匹配滤波结果，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号；
判断模块，用于判断所述匹配滤波结果是否满足预设门限判定条件；
捕获模块，用于在判断模块判定结果为满足的情况下，则对所述离散数字中频信号的弱信号捕获成功。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述射频信号中每一周期GOLD码序列包括：第一预设数量个N位的GOLD码以及一个M位的GOLD码。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块，具体用于：
利用相干积分和非相干积分，对所述离散数字中频信号的强信号对应的周期GOLD码序列进行捕捉；
判断是否连续捕捉到所述第一预设数量个N位GOLD码的相关峰；
如果是，将下一个N位GOLD码对应相关峰确定为强信号码头，将所述强信号码头在对应周期GOLD码序列中的码相位确定为第一码相位；
其中，所述强信号码头为：一个周期GOLD码序列中所述强信号对应的第一个相关峰。
9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述生成模块，具体用于：
确定所述第一码相位对应向后推移第二预设数量个码片后对应的时间信息；
将所确定出的时间信息确定为所述强信号码头的时间先验信息；
其中，所述时间先验信息为：第一预设位置到所述第一码相位之间的时间差信息，所述第一预设位置为：所述离散数字中频信号的弱信号码头预出现的最大位置，所述弱信号码头为：在所述第一预设位置到所述第一码相位之间所述弱信号对应的最大相关峰。
10.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述匹配滤波模块，具体用于：
根据所述时间先验信息，对预设段射频数据的弱信号进行匹配滤波，得到针对所述预设段射频数据的弱信号对应的最大相关峰值以及次大相关峰值，将所述最大相关峰值以及次大相关峰值作为匹配滤波结果，其中，所述预设段射频数据为：从所述第一预设位置到所述第一码相位之间对应的离散数字中频信号；
所述判断模块，具体用于：
判断所述最大相关峰值与所述次大相关峰值的比值与预设门限值的大小关系，若所述比值大于等于所述预设门限值，则判定所述匹配滤波结果满足所述预设门限判定条件。
CN201611199915.5A 2016-12-22 2016-12-22 一种信号捕获方法及装置 Active CN106656258B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611199915.5A CN106656258B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 一种信号捕获方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611199915.5A CN106656258B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 一种信号捕获方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106656258A CN106656258A (zh) 2017-05-10
CN106656258B true CN106656258B (zh) 2019-03-01

Family

ID=58833614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611199915.5A Active CN106656258B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 一种信号捕获方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106656258B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107359903B (zh) * 2017-08-10 2019-06-28 清华大学 扩频通信码捕获方法及装置
CN107888230B (zh) * 2017-10-17 2021-09-14 上海航天电子有限公司 应用于弱信号环境的多相相干积分捕获方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102820904A (zh) * 2012-08-08 2012-12-12 北京邮电大学 一种用于广播网定位信号的互相关干扰减轻方法及装置
CN106028442A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 北京邮电大学 一种信号捕获方法及装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8810316B2 (en) * 2012-11-28 2014-08-19 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for implementing a low noise amplifier with associated gain and input impedance

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102820904A (zh) * 2012-08-08 2012-12-12 北京邮电大学 一种用于广播网定位信号的互相关干扰减轻方法及装置
CN106028442A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 北京邮电大学 一种信号捕获方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于DBZP方法的微弱GPS信号快速捕获;焦瑞祥，茅旭初;《电子学报》;20081215;第36卷(第12期);全文

Also Published As

Publication number Publication date
CN106656258A (zh) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Mobile positioning via fusion of mixed signals of opportunity
JP3383797B2 (ja) 移動送信機の位置を判定する方法およびシステム
Khalife et al. A software-defined receiver architecture for cellular CDMA-based navigation
JP5389039B2 (ja) 正確な時間および周波数をネットワークにわたって分配するためのシステムおよび方法
US7068704B1 (en) Embedded chirp signal for position determination in cellular communication systems
CN1938601B (zh) 用于计算移动通信设备的位置的方法和系统
CN102780508B (zh) 双相偏置载频信号获取和追踪的方法及装置
EP1173778A1 (en) Signal detector employing correlation analysis of non-uniform and disjoint sample segments
JP2007524829A (ja) ローカル測位のための双方向ｒｆ測距システム及び方法
CN108076445B (zh) 使用无线通信网络的gnss信号传输
US7432852B2 (en) Method of synchronizing base stations of a terrestrial cellular communication network
CN107819534B (zh) 导航信息广播方法、发射机、接收方法、接收机和系统
CN108072870A (zh) 利用载波相位提高突发通信测距精度的方法
CN102037658A (zh) 码空间搜索中的多相关处理
US8284818B2 (en) Spread spectrum transmission systems
WO2015076674A9 (en) Css localization system
CA2784617C (en) System for determining position using two way time transfer signals
CN106656258B (zh) 一种信号捕获方法及装置
US20170003399A1 (en) Gnss receiver calculating a non-ambiguous discriminator to resolve subcarrier tracking ambiguities
CN107820212B (zh) 一种基于移动多媒体广播系统实现的定位方法及定位终端
Yang et al. Assessing terrestrial wireless communications and broadcast signals as signals of opportunity for positioning and navigation
US10677928B2 (en) Method of processing offset carrier modulated ranging signals
WO1985002023A1 (en) High frequency spread spectrum positioning system and method therefor
JP2012008012A (ja) 受信機
US20140105099A1 (en) System for synchronizing a satellite pointing device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant