CN114826325B - 双频复合mcsk信号的接收方法、接收组件及存储介质 - Google Patents

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CN114826325B CN202210736017.8A CN202210736017A CN114826325B CN 114826325 B CN114826325 B CN 114826325B CN 202210736017 A CN202210736017 A CN 202210736017A CN 114826325 B CN114826325 B CN 114826325B
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Abstract

本申请提出了一种双频复合MCSK信号的接收方法、接收组件及存储介质，接收方法包括：响应于获取第一频点信号和第二频点信号，对第一频点信号进行下变频处理，以获取第一基带信号；根据第一扩频码和第一基带信号获取同步信息和频偏信息，并进行第一频点信息的解调；根据频偏信息和同步信息，对第二频点信号进行下变频处理，以获取第二基带信号；根据第二扩频码和第二基带信号，对第二基带信号进行第二频点信息的解调。本申请的双频复合MCSK信号的接收方法、接收组件及存储介质，能够实现双频复合MCSK信号大频偏高动态下的快速捕获以及同步接收，完成直接扩频调制电文与CSK调制电文的同步解调。

Description

双频复合MCSK信号的接收方法、接收组件及存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，具体涉及一种双频复合MCSK信号的接收方法、接收组件及存储介质。
背景技术
双频复合MCSK信号在两个不同频点发送复合码移键控信号，两个频点的信号具有相同的电文结构和调制方式，但是分别采用不同速率和不同长度的扩频码来对电文进行调制。
双频复合MCSK信号的电文结构为交替传输的直接扩频信号和码移键控（CSK）信号，直接扩频信号将扩频码与电文信息比特直接进行异或，码移键控信号则是使用扩频码的码相位映射电文符号。
发明人发现，目前国内外尚无成熟的双频复合MCSK应用系统以及专用的接收机，而传统的基于扩频系统接收技术的接收方法不能很好的适用于双频复合MCSK信号的接收。
发明内容
针对上述技术问题，本申请提供一种双频复合MCSK信号的接收方法、接收组件及存储介质，以缓解双频复合MCSK信号的接收问题。
在一方面，本申请提供一种双频复合MCSK信号的接收方法，具体地，包括：
响应于获取第一频点信号和第二频点信号，对所述第一频点信号进行下变频处理，以获取第一基带信号；
根据第一扩频码和所述第一基带信号获取同步信息和频偏信息，并进行第一频点信息的解调；
根据所述频偏信息和所述同步信息，对第二频点信号进行所述下变频处理，以获取第二基带信号；
根据第二扩频码和所述第二基带信号，对所述第二基带信号进行第二频点信息的解调。
可选地，所述响应于获取第一频点信号和第二频点信号，对所述第一频点信号进行下变频处理，以获取第一基带信号的步骤包括：
将所述第一频点信号与第一载波数控震荡信号相乘，以获取第一下变频相关信号；
将所述第一下变频相关信号进行低通滤波，以获取所述第一基带信号。
可选地，所述根据第一扩频码和所述第一基带信号获取同步信息和频偏信息，并进行第一频点信息的解调的步骤包括：
对所述第一基带信号进行峰值捕获，以获取频率补偿值；
根据所述频率补偿值和所述第一基带信号进行伪码同步，以获取同步信息；
根据所述同步信息和所述第一基带信号获取相位补偿值，进行第一频点信息的解调。
可选地，所述对所述第一基带信号进行峰值捕获，以获取频率补偿值的步骤包括：
对所述第一基带信号按照采样时钟进行存储；
对存储的所述第一基带信号按照处理时钟进行读取，以获取存储输出的读取信号，所述处理时钟的频率至少为所述采样时钟频率的二倍；
根据所述同步信息，将移位输出的第一扩频码与所述读取信号进行相关计算，以获取多个相关值；
对所述多个相关值进行傅立叶变换运算；
根据傅立叶变换运算结果，在幅值判断成功时，获取捕获指示信号；
根据所述捕获指示信号计算所述第一频点信息的频偏，以获取所述频率补偿值。
可选地，所述对所述第一基带信号按照采样时钟进行存储的步骤包括：
按照所述采样时钟，将所述第一基带信号依次存入第一数量个存储器，存满后从零地址重新开始存入。
可选地，设所述存储器深度为第二数量，所述第二数量为所述傅立叶变换运算的点数，所述对存储的所述第一基带信号按照处理时钟进行读取的步骤包括：
将获取各存储器的当前写地址，以所述当前写地址为读地址；
将所述读地址加1，按照所述处理时钟对所述第一数量个存储器同时进行读操作，并重复第二数量次数。
可选地，所述将移位输出的第一扩频码与所述读取信号进行相关计算，以获取多个相关值的步骤包括：
每次对所述第一扩频码移位第一数量位并输出移位信号；
将第一数量个存储器的输出与所述移位信号进行相关并累加求和；
重复上述步骤，以第二数量次数为一个循环，以获取第二数量个相关值。
可选地，所述将第一数量个存储器的输出与所述移位信号进行相关并累加求和的步骤包括：
对相邻两段所述第一基带信号之间的一个信号间隔时长的数据补零。
可选地，根据傅立叶变换运算结果，在幅值判断成功时，获取捕获指示信号的步骤包括：
根据所述傅立叶变换运算结果，计算最大幅值；
所述最大幅值大于预设门限值时，输出所述捕获指示信号。
可选地，所述预设门限值按照以下表达式确定：
Figure 264778DEST_PATH_IMAGE001
其中，c为归一化的预设门限值，Pfa为虚警概率，N为傅立叶变换运算的点数。
可选地，所述计算所述第一频点信息的频偏的步骤包括：
响应于确定所述傅立叶变换运算结果中最大幅值的位置n和捕获相关时长t，按照表达式F=n/t计算频偏值；
当n<N/2时，确定为正频偏，和/或，当n>N/2时，确定为负频偏，其中，N为傅立叶变换运算的点数。
可选地，所述根据所述频率补偿值和所述第一基带信号进行伪码同步，以获取同步信息的步骤包括：
根据所述频率补偿值对第一伪码数控震荡信号进行频率补偿；
根据频率补偿后的第一伪码数控震荡信号产生本地超前伪码、本地同相伪码和本地滞后伪码；
将所述本地超前伪码、所述本地同相伪码和所述本地滞后伪码分别与所述第一基带信号进行相关，以获取伪码相关信号；
对所述伪码相关信号进行鉴相，以输出码同步信号。可选地，所述鉴相的表达式为：
Figure 87240DEST_PATH_IMAGE002
其中，CP为鉴相结果，IE为第一路超前相关信号，QE为第二路超前相关信号，IL第一路滞后相关信号，QL为第二路滞后相关信号。
可选地，所述根据所述频率补偿值对第一伪码数控震荡信号进行频率补偿的步骤包括：
在对所述第一基带信号进行载波锁定之前，伪码跟踪环路带宽设置为第一带宽；
和/或，在对所述第一基带信号进行载波锁定之后，所述伪码跟踪环路带宽设置为第二带宽，所述第二带宽小于所述第一带宽。
可选地，所述根据所述同步信息和所述第一基带信号获取相位补偿值的步骤包括：
在对所述第一基带信号进行载波锁定之前，控制锁频环和锁相环同时进行锁定工作；
和/或，在对所述第一基带信号进行载波锁定之后，控制所述锁相环单独进行锁定工作，并输出所述相位补偿值。
可选地，所述在对所述第一基带信号进行载波锁定之后，控制所述锁相环单独进行锁定工作的步骤中包括：
控制所述锁频环持续监测所述第一基带信号的载波跟踪状态，并停止对所述锁相环中的第一伪码数控震荡信号的补偿。
可选地，所述进行第一频点信息的解调的步骤包括：
根据所述同步信息，以伪码的起始位置为位同步信息，对所述第一基带信号进行解扩以获取解扩数据；
根据所述位同步信息，对所述解扩数据在伪码周期内进行积分；
根据积分结果进行判决输出。
可选地，所述根据积分结果进行判决输出的步骤包括：
根据所述位同步信息，将相邻的至少两个周期的积分结果进行相加，以获取相加结果；
将相邻的两个所述相加结果进行比较，以进行信息比特判决输出。
可选地，所述根据所述频偏信息和所述同步信息，对第二频点信号进行所述下变频处理，以获取第二基带信号的步骤包括：
根据所述频偏信息中的频率补偿值和所述同步信息中的相位补偿值，对第二载波数控震荡信号进行补偿；
将补偿后的第二载波数控震荡信号与所述第二频点信号相乘，以下变频处理获取所述第二基带信号。
可选地，所述根据第二扩频码和所述第二基带信号，对所述第二基带信号进行第二频点信息的解调的步骤包括：
根据所述同步信息中的码同步信号输出所述第二扩频码；
对所述第二基带信号做傅立叶变换运算，以获取第一变换信号，并对所述第二扩频码做傅立叶变换运算，以获取第二变换信号；
将所述第一变换信号与所述第二变换信号共轭相乘，以获取共轭信号；
对所述共轭信号进行傅立叶逆变换，以获取第三变换信号；
计算所述第三变换信号中的最大值，选取所述最大值所在的位置为码相位；
根据预设映射关系，解析每个码相位的信息比特。
可选地，所述对所述第二基带信号做傅立叶变换运算，以获取第一变换信号，并对所述第二扩频码做傅立叶变换运算，以获取第二变换信号的步骤之前包括：
对相邻两段所述第二基带信号之间的一个信号间隔时长的数据补零；和/或，对相邻两段所述第二基带信号之间的一个信号间隔时长的所述第二扩频码补零。
另一方面，本申请还提供一种双频复合MCSK信号的接收组件，具体地，所述接收组件包括互相连接的处理器和存储器，所述存储器用于存储并发送计算机程序至所述处理器，所述处理器用于实现如上述的双频复合MCSK信号的接收方法。
另一方面，本申请还提供一种存储介质，具体地，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的双频复合MCSK信号的接收方法的步骤。
如上所述，本申请的双频复合MCSK信号的接收方法、接收组件及存储介质，能够实现双频复合MCSK信号大频偏高动态下的快速捕获以及同步接收，完成直接扩频调制电文与CSK调制电文的同步解调。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例的接收方法流程图。
图2为本申请一实施例的双频复合MCSK信号的解调流程示意图。
图3为本申请一实施例的下变频处理功能方框图。
图4为本申请一实施例的捕获模块功能方框图。
图5为本申请一实施例的冗余PMF-FFT相关结构示意图。
图6为本申请一实施例的伪码跟踪功能方框图。
图7为本申请一实施例的直接扩频信号解调流程方框图。
图8为本申请一实施例的基于FFT/IFFT的CSK解调流程方框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在……时"或"当……时"或"响应于确定"。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。本申请使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。例如，“包括以下至少一个：A、B、C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A和B和C”，再如，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A和B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。
需要说明的是，在本文中，采用了诸如S10、S20等步骤代号，其目的是为了更清楚简要地表述相应内容，不构成顺序上的实质性限制，本领域技术人员在具体实施时，可能会先执行S20后执行S10等，但这些均应在本申请的保护范围之内。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或者“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或者“单元”可以混合地使用。
智能终端可以以各种形式来实施。例如，本申请中描述的智能终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、便捷式媒体播放器（Portable Media Player，PMP）、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等智能终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。
后续描述中将以移动终端为例进行说明，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本申请的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。
第一实施例
在一方面，本申请提供一种双频复合MCSK信号的接收方法，图1为本申请一实施例的接收方法流程图。
如图1所示，在一实施例中，双频复合MCSK信号的接收方法包括：
S10：响应于获取第一频点信号和第二频点信号，对第一频点信号进行下变频处理，以获取第一基带信号；
S20：根据第一扩频码和第一基带信号获取同步信息和频偏信息，并进行第一频点信息的解调；
S30：根据频偏信息和同步信息，对第二频点信号进行下变频处理，以获取第二基带信号；
S40：根据第二扩频码和第二基带信号，对第二基带信号进行第二频点信息的解调。
请参考图2，示例性地，基于直接扩频信号和CSK调制信号中的扩频码速率与码长为固定比例关系，两个频点信号是完全同步发送，虽然二者的扩频码可以各不相同，但拥有相同的码长和码速率，两信号为同频同相。因此，可以通过直接扩频信号的解频中获取的频偏信息和同步信息，对CSK调制信号进行捕获及解调参考，从而实现双频复合MCSK信号大频偏高动态下的快速捕获以及同步接收，完成直接扩频调制电文与CSK调制电文的同步解调。
可选地，响应于获取第一频点信号和第二频点信号，对第一频点信号进行下变频处理，以获取第一基带信号的步骤包括：
将第一频点信号与第一载波数控震荡信号相乘，以获取第一下变频相关信号；将第一下变频相关信号进行低通滤波，以获取第一基带信号。
本地中频载波数控震荡信号可以为适用于第一频点信号的第一载波数控震荡信号或适用于第二频点信号的第二载波数控震荡信号。图3为本申请一实施例的下变频处理功能方框图。
请参考图3，示例性地，本地中频载波数控震荡信号（载波NCO）可以根据频率补偿值进行频率补偿。接收到的中频信号首先与本地中频载波NCO相乘，之后经过低通滤波器滤除高频分量得到基带信号。其中低通滤波器的截止频率可以根据各频点信号带宽分别进行设置，频率补偿值来自捕获模块与载波同步模块，可根据捕获状态和载波跟踪情况，实时调整本地载波NCO频率。
可选地，根据第一扩频码和第一基带信号获取同步信息和频偏信息，并进行第一频点信息的解调的步骤包括：
对第一基带信号进行峰值捕获，以获取频率补偿值；根据频率补偿值和第一基带信号进行伪码同步，以获取同步信息；根据同步信息和第一基带信号获取相位补偿值，进行第一频点信息的解调。
可选地，对第一基带信号进行峰值捕获，以获取频率补偿值的步骤包括：
对第一基带信号按照采样时钟进行存储；
对存储的第一基带信号按照处理时钟进行读取，以获取存储输出的读取信号，处理时钟的频率至少为采样时钟频率的二倍；
根据同步信息，将移位输出的第一扩频码与读取信号进行相关计算，以获取多个相关值；
对多个相关值进行傅立叶变换运算；
根据傅立叶变换运算结果，在幅值判断成功时，获取捕获指示信号；
根据捕获指示信号计算第一频点信息的频偏，以获取频率补偿值。
可选地，对第一基带信号按照采样时钟进行存储的步骤包括：
按照采样时钟，将第一基带信号依次存入第一数量个存储器，存满后从零地址重新开始存入。
可选地，设存储器深度为第二数量，第二数量为傅立叶变换运算的点数，对存储的第一基带信号按照处理时钟进行读取的步骤包括：
将获取各存储器的当前写地址，以当前写地址为读地址；
将读地址加1，按照处理时钟对第一数量个存储器同时进行读操作，并重复第二数量次数。
可选地，将移位输出的第一扩频码与读取信号进行相关计算，以获取多个相关值的步骤包括：
每次对第一扩频码移位第一数量位并输出移位信号；
将第一数量个存储器的输出与移位信号进行相关并累加求和；
重复上述步骤，以第二数量次数为一个循环，以获取第二数量个相关值。
可选地，将第一数量个存储器的输出与移位信号进行相关并累加求和的步骤包括：
对相邻两段第一基带信号之间的一个信号间隔时长的数据补零。
可选地，根据傅立叶变换运算结果，在幅值判断成功时，获取捕获指示信号的步骤包括：
根据傅立叶变换运算结果，计算最大幅值；
最大幅值大于预设门限值时，输出捕获指示信号。
傅立叶变换方法可以是快速傅立叶变换或者离散傅立叶变换等常用的变换方法，本申请对此不作限制。
可选地，预设门限值按照以下表达式确定：
Figure 619853DEST_PATH_IMAGE003
其中，c为归一化的预设门限值，Pfa为虚警概率，N为傅立叶变换运算的点数。
可选地，计算第一频点信息的频偏的步骤包括：
响应于确定傅立叶变换运算结果中最大幅值的位置n和捕获相关时长t，按照表达式F=n/t计算频偏值；
当n<N/2时，确定为正频偏，和/或，当n>N/2时，确定为负频偏，其中，N为傅立叶变换运算的点数。
图4为本申请一实施例的捕获模块功能方框图。
请参考图4，示例性地，整个捕获流程的控制由捕获控制模块根据捕获状态实时调制。由于不能在一个扩频码符号内完成一次FFT运算，信号的捕获过程是按照特定时间间隔重复进行的。捕获的时间间隔设置按照捕获状态实时调整，在捕获前，捕获时间间隔设置为略大于一次FFT运算所需的时间，以减少等待时间实现快速捕获。捕获间隔的设置要满足每次启动FFT运算所对应的时刻，处于接收数据扩频码的不同相位上，从而保证经过多次FFT运算能够遍历扩频码所有相位。在捕获后，时间间隔设置为伪码周期的整数倍时长，用于对捕获结果进行快速确认，如果连续检测到相关峰则判定捕获成功，否则捕获失败。控制模块按照时间间隔输出使能信号，控制存储器开始读数据，初始化移位寄存器输出，启动FFT运算等。
如图4所示，对于下变频后的数据先进行存储，存储器深度设为N，N为FFT点数，存储器个数设为M，M为部分匹配相关的点数。数据存入方式为按照采样时钟clk1将基带数据依次存入M个存储器，存满后从0地址重新开始存入，读出方式则为按FFT运算的处理时钟clk2对M个存储器同时进行读操作，各存储器读地址根据存储器当前写入状态进行设置，每次捕获运算读存储器时的初始读地址设为各存储器当前写地址加1，而后对读地址进行N次累加，直至遍历整个存储器。clk2时钟速率一般数倍于clk1，可以极大的缩减FFT运算所需处理时间，捕获模块除数据存储外，其他部分均为clk2控制。
图4中移位寄存器的输入为直接扩频信号的扩频码，移位寄存器每次对扩频码移位M位并输出，N次移位为一个循环。每次捕获运算输出的M位扩频码需根据存储器的读地址进行一定位数的偏移，以保证本地扩频码与M个存储器数据读出的顺序一致。M点相关运算将M个存储器的输出与移位寄存器的输出进行相关并累加求和，得到N个相关值，送到FFT模块进行N点FFT（快速傅立叶变换，Fast Fourier Transform,FFT）运算。
图5为本申请一实施例的冗余PMF-FFT相关结构示意图。
本申请根据复合MCSK信号结构，选取连续多个直接扩频信号做相干PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获，其相关结构如图5所示，图中接收信号cL表示直接扩频信号，cH表示CSK调制信号，假设信号间隔为1ms，由于每两个直接扩频信号之间为CSK调制信号，若选取两个直接扩频信号相关时，单次运算时长为3ms，包含1ms的冗余时长，有效的相干累积时长为2ms，在做FFT运算时，可以对中间数据取0，减小无效相关值对FFT结果的影响。相应地，对相邻两段直接扩频信号的本地直扩扩频码进行运算之前，也可以将对应的1ms中间数据取0。本申请采用的冗余PMF-FFT方法可以有效提高捕获信噪比，且不会明显增加资源消耗。
捕获判决部分根据FFT运算结果，判断是否捕获到信号，其过程为首先计算FFT结果的幅值，找到最大值，然后与门限进行比较，超过门限则判定为捕获成功，并输出捕获指示信号，门限设置按照恒虚警概率设置，公式如下：
Figure 897381DEST_PATH_IMAGE004
当虚警概率Pfa和FFT的点数N确定时，即可得出归一化门限的值c。
频偏估计模块在捕获到信号后开始计算频偏，其方法为首先确定最大幅值的位置n，然后根据捕获相关时长t，计算频偏值F=n/t，对于N点FFT，当n<N/2时，为正频偏，反之为负频偏。捕获后，将捕获模块得到的频偏值补偿到下变频模块，并按比例计算，补偿给伪码同步模块。
可选地，根据频率补偿值和第一基带信号进行伪码同步，以获取同步信息的步骤包括：
根据频率补偿值对第一伪码数控震荡信号进行频率补偿；
根据频率补偿后的第一伪码数控震荡信号产生本地超前伪码、本地同相伪码和本地滞后伪码；
将本地超前伪码、本地同相伪码和本地滞后伪码分别与第一基带信号进行相关，以获取伪码相关信号；
对伪码相关信号进行鉴相，以输出码同步信号。
可选地，鉴相的表达式为：
Figure 831839DEST_PATH_IMAGE005
其中，CP为鉴相结果，IE为第一路超前相关信号，QE为第二路超前相关信号，IL第一路滞后相关信号，QL为第二路滞后相关信号。
可选地，根据频率补偿值对第一伪码数控震荡信号进行频率补偿的步骤包括：
在对第一基带信号进行载波锁定之前，伪码跟踪环路带宽设置为第一带宽；
和/或，在对第一基带信号进行载波锁定之后，伪码跟踪环路带宽设置为第二带宽，第二带宽小于第一带宽。
图6为本申请一实施例的伪码跟踪功能方框图。
请参考图6，示例性地，伪码同步采用超前滞后锁相环路实现，考虑MCSK信号结构，伪码跟踪只在直接扩频信号实现，CSK调制信号与直接扩频信号伪码为同频同相，可以与直接扩频信号使用相同的伪码同步信号。
在信号捕获后，先用捕获模块得到的频率补偿值（载波补偿值）对伪码NCO进行补偿，再根据捕获信号实时产生本地PRN码（伪随机噪声码，pseudo random noise code），但是捕获码相位与实际码相位存在偏差，一般偏差在1/2个码片以内。此时本地生成超前(E)、同相(P)和滞后(L)三路伪码，分别与接收信号进行相关，对相关后信号进行鉴相，鉴相器如下式所示：
Figure 28465DEST_PATH_IMAGE006
采用归一化的超前减去滞后功率，可以跟踪低信噪比的信号。
环路滤波器采用二阶，并采用载波频偏补偿伪码NCO（本地中频伪码数控震荡信号），可以提高伪码跟踪的动态适应性和跟踪精度。根据载波的锁定状态，伪码跟踪环路带宽采用粗同步与精同步两种模式可变，在载波锁定前使用粗同步模式，环路带宽设置为5Hz，在载波锁定后采用精同步模式，环路带宽设置为1Hz。
可选地，根据同步信息和第一基带信号获取相位补偿值的步骤包括：
在对第一基带信号进行载波锁定之前，控制锁频环和锁相环同时进行锁定工作；
和/或，在对第一基带信号进行载波锁定之后，控制锁相环单独进行锁定工作，并输出相位补偿值。
可选地，在对第一基带信号进行载波锁定之后，控制锁相环单独进行锁定工作的步骤中包括：
控制锁频环持续监测第一基带信号的载波跟踪状态，并停止对锁相环中的第一伪码数控震荡信号的补偿。
示例性地，载波同步可以采用FLL（锁频环）+PLL（锁相环）跟踪反馈环路实现，以得到载波同步的相位补偿值，在失锁状态或环路动态较高时，采用FLL与PLL共同工作状态，用动态范围较大的二阶FLL辅助三阶PLL，快速对载波残余频偏跟踪入锁，当锁频环和锁相环锁定后，环路转入锁相环单独作用状态（入锁后的载波同步可以采用PLL+0的方式,输出相位补偿值），此时锁频环仍然持续监测载波跟踪状态，但不再对NCO作补偿，避免锁频环对锁相环产生干扰，可以减小跟踪状态的环路噪声，提高环路的跟踪精度。
可选地，进行第一频点信息的解调的步骤包括：
根据同步信息，以伪码的起始位置为位同步信息，对第一基带信号进行解扩以获取解扩数据；
根据位同步信息，对解扩数据在伪码周期内进行积分；
根据积分结果进行判决输出。
可选地，根据积分结果进行判决输出的步骤包括：
根据位同步信息，将相邻的至少两个周期的积分结果进行相加，以获取相加结果；
将相邻的两个相加结果进行比较，以进行信息比特判决输出。
解调模块分为直接扩频信号电文解调和CSK体制信号电文解调，由于扩频倍数为扩频码周期的整数倍，位同步信息可以由伪码周期的起始位置直接得到。
图7为本申请一实施例的直接扩频信号解调流程方框图。
如图7所示，在一实施例中，直接扩频信号电文在伪码跟踪的过程中，由同相支路伪码完成同步解扩，当伪码同步后，伪码的起始位置即为位同步信息。根据位同步信息，对解扩后的信号在一个伪码周期内进行积分，并根据积分结果进行比特判决输出。为提高信号质量，可采用两个或多个扩频周期对应一个信息比特，此时可根据相邻的两个周期的积分结果进行相加并比较，确定信息比特的起始时刻，并利用相邻符号的积分结果联合判断进行信息比特判决输出。
可选地，根据频偏信息和同步信息，对第二频点信号进行下变频处理，以获取第二基带信号的步骤包括：
根据频偏信息中的频率补偿值和同步信息中的相位补偿值，对第二载波数控震荡信号进行补偿；
将补偿后的第二载波数控震荡信号与第二频点信号相乘，以下变频处理获取第二基带信号。
本地中频载波数控震荡信号可以为适用于第一频点信号的第一载波数控震荡信号或适用于第二频点信号的第二载波数控震荡信号。请继续参考图3，示例性地，本地中频载波数控震荡信号（载波NCO）可以根据频率补偿值进行频率补偿。接收到的中频信号首先与本地中频载波NCO相乘，之后经过低通滤波器滤除高频分量得到基带信号。其中低通滤波器的截止频率可以根据各频点信号带宽分别进行设置，频率补偿值来自捕获模块与载波同步模块，可根据捕获状态和载波跟踪情况，实时调整本地载波NCO频率。
直接扩频信号和CSK调制信号的载波NCO可以有相同的结构，但二者频点可以不同，载波NCO参数也可以不相同，二者的频率补偿值之间可以有相应的比例关系。
可选地，根据第二扩频码和第二基带信号，对第二基带信号进行第二频点信息的解调的步骤包括：
根据同步信息中的码同步信号输出第二扩频码；
对第二基带信号做傅立叶变换运算，以获取第一变换信号，并对第二扩频码做傅立叶变换运算，以获取第二变换信号；
将第一变换信号与第二变换信号共轭相乘，以获取共轭信号；
对共轭信号进行傅立叶逆变换，以获取第三变换信号；
计算第三变换信号中的最大值，选取最大值所在的位置为码相位；
根据预设映射关系，解析每个码相位的信息比特。
CSK信号解调的关键是获取CSK符号的正确起始位置，由复合MCSK的信号结构可知，扩频信号的结尾即是CSK信号的起始位置。CSK信号调制方式可以表示为CSK(K,NL)，K表示每个符号包含Kbit信息，NL为PRN码长度。
图8为本申请一实施例的基于FFT/IFFT的CSK解调流程方框图。
请参考图8，示例性地，由于每个CSK符号是基本PRN序列的循环移位，利用傅里叶变换的循环卷积性质，在频域中利用离散傅里叶变换（DFT）或快速傅立叶变换（FFT）计算相关函数，然后再进行IDFT或者IFFT变换，可以直接得到码相位信息，且该算法比基于相关器的解调方法所需要的运算量更小。基于FFT/IFFT的解调器原理图如图7所示，CSK调制信号确定起始位之后，对完整的CSK符号做FFT变换，由于FFT运算长度需要为2的N次方，因此需要对伪码进行补零。然后与同样做FFT变换的本地信号共轭相乘，本地信号可提前存储。对相乘后的信号做IFFT变换，然后选取最大值，最大值所在的位置即为码相位，最后根据映射关系，解析出信息比特。
需要说明的是，直接扩频信号和CSK调制信号的伪码NCO参数可以不相同，二者的频率补偿值之间可以有相应的比例关系。
可选地，对第二基带信号做傅立叶变换运算，以获取第一变换信号，并对第二扩频码做傅立叶变换运算，以获取第二变换信号的步骤之前包括：
对相邻两段第二基带信号之间的一个信号间隔时长的数据补零；和/或，对相邻两段第二基带信号之间的一个信号间隔时长的第二扩频码补零。
傅立叶变换运算可以为快速傅立叶变换运算或离散傅立叶变换运算等常用的运算方式，本申请对此不作限制。示例性地，根据复合MCSK信号结构，选取连续多个CSK调制信号，其相关结构如图5所示，图中接收信号cL表示直接扩频信号，cH表示CSK调制信号。假设信号间隔为1ms，由于每两个CSK调制信号之间为直接扩频信号，若选取相邻两个CSK调制信号相关时，单次运算时长为3ms，包含1ms的冗余时长，有效的相干累积时长为2ms，在做傅立叶变换运算时，可以对中间数据取0，减小无效相关值对傅立叶变换运算结果的影响。相应地，对相邻两段CSK调制信号的本地扩频码进行运算之前，也可以将对应的1ms中间数据取0。本申请采用的冗余方法可以有效提高捕获信噪比，且不会明显增加资源消耗。
第二实施例
另一方面，本申请还提供一种双频复合MCSK信号的接收组件，具体地，接收组件包括互相连接的处理器和存储器，存储器用于存储并发送计算机程序至处理器，处理器用于实现如上述的双频复合MCSK信号的接收方法。
第三实施例
另一方面，本申请还提供一种存储介质，具体地，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的双频复合MCSK信号的接收方法的步骤。
在本申请提供的智能终端和计算机可读存储介质的实施例中，可以包含任一上述方法实施例的全部技术特征，说明书拓展和解释内容与上述方法的各实施例基本相同，在此不再做赘述。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序代码，当计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行如上各种可能的实施方式中的方法。
本申请实施例还提供一种芯片，包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有芯片的设备执行如上各种可能的实施方式中的方法。
如上，本申请能够实现双频复合MCSK信号大频偏高动态下的快速捕获以及同步接收，完成直接扩频调制电文与CSK调制电文的同步解调。
可以理解，上述场景仅是作为示例，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的应用场景的限定，本申请的技术方案还可应用于其他场景。例如，本领域普通技术人员可知，随着系统架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本申请技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本申请记载的范围。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本申请每个实施例的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (23)

1.一种双频复合MCSK信号的接收方法，其特征在于，包括：
响应于获取第一频点信号和第二频点信号，对所述第一频点信号进行下变频处理，以获取第一基带信号；
根据第一扩频码和所述第一基带信号获取同步信息和频偏信息，并进行第一频点信息的解调；
根据所述频偏信息和所述同步信息，对第二频点信号进行所述下变频处理，以获取第二基带信号；
根据第二扩频码和所述第二基带信号，对所述第二基带信号进行第二频点信息的解调；
所述根据第二扩频码和所述第二基带信号，对所述第二基带信号进行第二频点信息的解调的步骤之前包括：
对所述第一基带信号进行峰值捕获，以获取频率补偿值；
根据所述频率补偿值和所述第一基带信号进行伪码同步，以获取同步信息；
根据所述同步信息中的码同步信号输出所述第二扩频码。
2.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，所述响应于获取第一频点信号和第二频点信号，对所述第一频点信号进行下变频处理，以获取第一基带信号的步骤包括：
将所述第一频点信号与第一载波数控震荡信号相乘，以获取第一下变频相关信号；
将所述第一下变频相关信号进行低通滤波，以获取所述第一基带信号。
3.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，所述根据第一扩频码和所述第一基带信号获取同步信息和频偏信息，并进行第一频点信息的解调的步骤包括：
对所述第一基带信号进行峰值捕获，以获取频率补偿值；
根据所述频率补偿值和所述第一基带信号进行伪码同步，以获取同步信息；
根据所述同步信息和所述第一基带信号获取相位补偿值，进行第一频点信息的解调。
4.如权利要求3所述的接收方法，其特征在于，所述对所述第一基带信号进行峰值捕获，以获取频率补偿值的步骤包括：
对所述第一基带信号按照采样时钟进行存储；
对存储的所述第一基带信号按照处理时钟进行读取，以获取存储输出的读取信号，所述处理时钟的频率至少为所述采样时钟频率的二倍；
根据所述同步信息，将移位输出的第一扩频码与所述读取信号进行相关计算，以获取多个相关值；
对所述多个相关值进行傅立叶变换运算；
根据傅立叶变换运算结果，在幅值判断成功时，获取捕获指示信号；
根据所述捕获指示信号计算所述第一频点信息的频偏，以获取所述频率补偿值。
5.如权利要求4所述的接收方法，其特征在于，所述对所述第一基带信号按照采样时钟进行存储的步骤包括：
按照所述采样时钟，将所述第一基带信号依次存入第一数量个存储器，存满后从零地址重新开始存入。
6.如权利要求5所述的接收方法，其特征在于，设存储器深度为第二数量，所述第二数量为所述傅立叶变换运算的点数，所述对存储的所述第一基带信号按照处理时钟进行读取的步骤包括：
将获取各存储器的当前写地址，以所述当前写地址为读地址；
将所述读地址加1，按照所述处理时钟对所述第一数量个存储器同时进行读操作，并重复第二数量次数。
7.如权利要求6所述的接收方法，其特征在于，所述将移位输出的第一扩频码与所述读取信号进行相关计算，以获取多个相关值的步骤包括：
每次对所述第一扩频码移位第一数量位并输出移位信号；
将第一数量个存储器的输出与所述移位信号进行相关并累加求和；
重复上述步骤，以第二数量次数为一个循环，以获取第二数量个相关值。
8.如权利要求7所述的接收方法，其特征在于，所述将第一数量个存储器的输出与所述移位信号进行相关并累加求和的步骤包括：
对相邻两段所述第一基带信号之间的一个信号间隔时长的数据补零。
9.如权利要求4所述的接收方法，其特征在于，根据傅立叶变换运算结果，在幅值判断成功时，获取捕获指示信号的步骤包括：
根据所述傅立叶变换运算结果，计算最大幅值；
所述最大幅值大于预设门限值时，输出所述捕获指示信号。
10.如权利要求9所述的接收方法，其特征在于，所述预设门限值按照以下表达式确定：
Figure 515434DEST_PATH_IMAGE001
其中，c为归一化的预设门限值，P fa 为虚警概率，N为傅立叶变换运算的点数。
11.如权利要求4所述的接收方法，其特征在于，所述计算所述第一频点信息的频偏的步骤包括：
响应于确定所述傅立叶变换运算结果中最大幅值的位置n和捕获相关时长t，按照表达式F=n/t计算频偏值；
当n<N/2时，确定为正频偏，和/或，当n>N/2时，确定为负频偏，其中，N为傅立叶变换运算的点数。
12.如权利要求3所述的接收方法，其特征在于，所述根据所述频率补偿值和所述第一基带信号进行伪码同步，以获取同步信息的步骤包括：
根据所述频率补偿值对第一伪码数控震荡信号进行频率补偿；
根据频率补偿后的第一伪码数控震荡信号产生本地超前伪码、本地同相伪码和本地滞后伪码；
将所述本地超前伪码、所述本地同相伪码和所述本地滞后伪码分别与所述第一基带信号进行相关，以获取伪码相关信号；
对所述伪码相关信号进行鉴相，以输出码同步信号。
13.如权利要求12所述的接收方法，其特征在于，所述鉴相的表达式为：
Figure 29592DEST_PATH_IMAGE002
其中，CP为鉴相结果，IE为第一路超前相关信号，QE为第二路超前相关信号，IL第一路滞后相关信号，QL为第二路滞后相关信号。
14.如权利要求12所述的接收方法，其特征在于，所述根据所述频率补偿值对第一伪码数控震荡信号进行频率补偿的步骤包括：
在对所述第一基带信号进行载波锁定之前，伪码跟踪环路带宽设置为第一带宽；
和/或，在对所述第一基带信号进行载波锁定之后，所述伪码跟踪环路带宽设置为第二带宽，所述第二带宽小于所述第一带宽。
15.如权利要求3所述的接收方法，其特征在于，所述根据所述同步信息和所述第一基带信号获取相位补偿值的步骤包括：
在对所述第一基带信号进行载波锁定之前，控制锁频环和锁相环同时进行锁定工作；
和/或，在对所述第一基带信号进行载波锁定之后，控制所述锁相环单独进行锁定工作，并输出所述相位补偿值。
16.如权利要求15所述的接收方法，其特征在于，所述在对所述第一基带信号进行载波锁定之后，控制所述锁相环单独进行锁定工作的步骤中包括：
控制所述锁频环持续监测所述第一基带信号的载波跟踪状态，并停止对所述锁相环中的第一伪码数控震荡信号的补偿。
17.如权利要求3所述的接收方法，其特征在于，所述进行第一频点信息的解调的步骤包括：
根据所述同步信息，以伪码的起始位置为位同步信息，对所述第一基带信号进行解扩以获取解扩数据；
根据所述位同步信息，对所述解扩数据在伪码周期内进行积分；
根据积分结果进行判决输出。
18.如权利要求17所述的接收方法，其特征在于，所述根据积分结果进行判决输出的步骤包括：
根据所述位同步信息，将相邻的至少两个周期的积分结果进行相加，以获取相加结果；
将相邻的两个所述相加结果进行比较，以进行信息比特判决输出。
19.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，所述根据所述频偏信息和所述同步信息，对第二频点信号进行所述下变频处理，以获取第二基带信号的步骤包括：
根据所述频偏信息中的频率补偿值和所述同步信息中的相位补偿值，对第二载波数控震荡信号进行补偿；
将补偿后的第二载波数控震荡信号与所述第二频点信号相乘，以下变频处理获取所述第二基带信号。
20.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，所述根据第二扩频码和所述第二基带信号，对所述第二基带信号进行第二频点信息的解调的步骤包括：
根据所述同步信息中的码同步信号输出所述第二扩频码；
对所述第二基带信号做傅立叶变换运算，以获取第一变换信号，并对所述第二扩频码做傅立叶变换运算，以获取第二变换信号；
将所述第一变换信号与所述第二变换信号共轭相乘，以获取共轭信号；
对所述共轭信号进行傅立叶逆变换，以获取第三变换信号；
计算所述第三变换信号中的最大值，选取所述最大值所在的位置为码相位；
根据预设映射关系，解析每个码相位的信息比特。
21.如权利要求1所述的接收方法，其特征在于，所述对所述第二基带信号做傅立叶变换运算，以获取第一变换信号，并对所述第二扩频码做傅立叶变换运算，以获取第二变换信号的步骤之前包括：
对相邻两段所述第二基带信号之间的一个信号间隔时长的数据补零；和/或，对相邻两段所述第二基带信号之间的一个信号间隔时长的所述第二扩频码补零。
22.一种双频复合MCSK信号的接收组件，其特征在于，包括互相连接的处理器和存储器，所述存储器用于存储并发送计算机程序至所述处理器，所述处理器用于实现如权利要求1-21任一项所述的双频复合MCSK信号的接收方法。
23.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至21任一项所述的双频复合MCSK信号的接收方法的步骤。
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