改進:還包括配置參數子模塊,用來在捕獲起始階段初 始化通道控制,捜索范圍,碼多普勒補償固定因子,碼相位補償化及判斷口限參數。
[0032] 與現有技術相比,本發明的優點在于:
[0033] 1、本發明的捕獲S頻多通道無線電測量系統信號的方法與系統,利用統一的捕獲 延時參數控制兩個雙端口存儲器實現降采樣數據流的無縫緩存或固定延時緩存控制,隔離 數據采樣與處理過程,W便于高倍時鐘快速捜索不同動態和靈敏度信號條件下的捕獲數 據。
[0034] 2、本發明的捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的方法與系統,采用載波輔助碼 多普勒補償的方法,提取出固定補償因子,在降采樣的抽取階段實現碼多普勒的補償,簡化 了捕獲過程中碼多普勒補償的實現。
[0035] 3、本發明的捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的方法與系統,結合數據流的緩 存處理、頻率單元捜索和相位單元捜索的時序關系,對捜索峰值點信號的碼相位進行相位 補償處理,有利于快速獲得信號的即時碼相位。
[0036] 4、本發明的捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的方法與系統,=頻段多通道數 字中頻信號在時域進行分時捕獲處理,運算過程簡單,有助于捕獲的參數提取和通道控制, 適合于多波束,多信道數測量系統信號的捕獲。
【附圖說明】
[0037]圖1是=頻多通道無線電軌道測量系統接收機的框架結構示意圖。
[003引圖2是本發明系統的拓撲結構示意圖。
[0039]圖3是本發明在具體應用實例中數據緩存子模塊的結構原理示意圖。
[0040] 圖4是本發明在具體應用實例中進行頻率捜索的時序示意圖。
[0041] 圖5是本發明在具體應用實例中接收機=頻多通道的基帶捕獲處理流程圖。
[0042] 圖例說明:
[0043] 101、第一螺旋天線;102、第二螺旋天線;103、第=螺旋天線;104、第一頻段射頻 通道;105、第二頻段射頻通道;106、第=頻段射頻通道;107、第一模數轉換器;108、第二模 數轉換器;109、第S模數轉換器;110、數字基帶處理FPGA;111、快速捕獲模塊;112、基帶控 審IJ模塊;113、跟蹤解調模塊;114、數據采樣模塊;115、接口模塊;116、時間同步處理模塊; 117、星上時間;201、數字下變頻子模塊;202、降采樣子模塊;203、數據緩存子模塊;204、數 據讀寫控制子模塊;205、本地碼存儲子模塊;206、本地碼生成子模塊;207、并行相關子模 塊;208、碼相位捜索控制子模塊;209、刷新載波頻率子模塊;210、n限判斷子模塊;211配 置參數子模塊;212、配置參數子模塊;301、兵鳥寫緩存切換控制模塊;302雙端口存儲器A、 B;303、循環讀緩存切換控制模塊。
【具體實施方式】
[0044] W下將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0045]=頻多通道無線電測量系統的基帶處理部分是星載終端接收機的核屯、。考慮到無 線電軌道測量系統還需要進行復雜的定軌運算,因此=頻多通道無線電信號的鏈路解算均 設計在同一片FPGA中實現。為方便起見,本發明中"接收機"均指頻多通道無線電軌道 測量系統的基帶處理FPGA"。
[0046] 如圖1所示,為一個=頻多通道無線電測量系統接收機的結構框圖,運是一個完 整的=頻多通道無線電測量系統上行鏈路解算結構框圖,包括了不同直徑的螺旋天線(第 一螺旋天線101、第二螺旋天線102、第=螺旋天線103),=頻段射頻通道(第一頻段射頻通 道104、第二頻段射頻通道105、第=頻段射頻通道106),不同采樣率的模數轉換器(第一 模數轉換器107、第二模數轉換器108、第S模數轉換器109),數字基帶處理FPGA110。數字 基帶處理FPGA110由快速捕獲模塊111、基帶控制模塊112、若干個通道跟蹤解調模塊113、 數據采樣模塊114、接口模塊115、時間同步處理模塊116和星上時間117組成。基帶處理 部分從=頻段射頻通道獲得=頻段模擬中頻信號,=頻模擬中頻信號分別由采樣率為fi、 f2、f3的高速模數轉換器轉換為S頻數字中頻信號進入數字基帶處理FPGA110,其信號處理 分為捕獲處理、跟蹤解算兩個階段。捕獲處理基帶控制模塊112控制快速捕獲模塊111的 輸入進行當前波段下的載波頻率域、碼域二維捜索,獲得關于接收信號載波頻率(含多普 勒頻含多普勒頻偏)和即時碼相位。跟蹤處理由基帶控制模塊112控制快速捕獲模塊111 的輸出把當前波段下的捕獲結果送給對應的跟蹤解調模塊113實現對應通道的信號同步, 并解算信息帖、構筑地面發射時間等。所述的同步包括載波同步、碼同步、比特同步和帖同 步。數據采樣模塊114根據星上時間117等間隔的對所有通道解算的信息進行采樣獲得測 量數據,并由接口模塊115進行并串轉換輸出。時間同步處理模塊116根據已知的地面坐 標、接收到的地面時標和軌道參數計算各自的傳輸延時,獲得星地起始同步時間,完成星地 時間同步處理。
[0047] 本發明的捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的方法,其流程為:
[0048]S1 :采用=個高速模數轉換器同時對=頻段模擬中頻信號進行低通采樣,得到數 字中頻信號;
[0049]S2:S頻段數字中頻信號同時按照各自設定的載波頻率,進行下變頻處理,并W標 稱擴頻碼速率2倍的頻率加上捜索載波頻率下的碼多普勒補償頻率進行降采樣處理,得到 =頻段待解擴的數據流;
[0050]S3:采用時分復用捕獲的方式實現S頻段多通道信號的捕獲,利用提取的捕獲參 數控制當前的捕獲捜索過程,并通過捕獲參數中的捜索完成狀態和通道參數分別進行波段 切換和通道切換。
[0051]S4:采用統一的捕獲延時參數控制當前待解擴數據流兵鳥緩存的切換時間,實現 數據的無縫緩存或固定延時緩存。存儲器切換時刻,刷新捜索頻率和碼多普勒補償頻率,存 儲當前捜索頻率下的采樣數據,并在高倍時鐘的驅動下循環快速的讀取上一個捜索頻率緩 存的數據,W滑動相關的方式進行碼相位捜索。
[0052]S5 :完成采樣數據的碼相位捜索等待下一個存儲器切換時刻;
[0053]S6:利用一個數據采樣周期完成一個頻率單元捜索的速度,逐級收斂多普勒頻率 捜索范圍,獲得信號的載波參數;
[0054]S7 :利用口限判別時刻的載波捜索時間估計峰值點信號的碼相位時延,并對捜索 的碼相位結果進行相位補償處理;
[0055]S8 :采用一次部分并行的相位捜索獲得準確的即時碼相位,輸出捕獲結果。其中, 捕獲結果可W包括但不限于最大相關值、次大相關值、W及在設計誤差范圍內的即時頻率、 即時碼相位等。
[0056]本發明進一步的一種捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的系統,在應用實例 中,快速捕獲模塊111采用了上述系統,它包括數字下變頻子模塊201、降采樣子模塊202、 數據緩存子模塊203、數據讀寫控制子模塊204、本地碼存儲子模塊205、本地碼生成子模塊 206、并行相關子模塊207、碼相位捜索控制子模塊208、刷新載波頻率子模塊209、口限判斷 子模塊210、配置參數子模塊211及輸出模塊。根據本發明快速捕獲的實現方法,首先在靈 敏度要求的預檢積分時長下,W固定的頻率捜索間隔將多普勒變化范圍依次分成多個頻率 捜索單元。數字下變頻子模塊201按照設定的捜索頻率對中頻數字信號進行下變頻處理, 降采樣子模塊202W2倍碼速率對下變頻后的數據進行降采樣,得到當前頻率捜索單元下 待解擴積分的數據流。數據緩存子模塊203根據延時參數控制兩個雙端口存儲器對待解擴 積分的數據流進行緩存處理,通過統一的延時參數確定數據無縫緩存或固定延時緩存的等 待時間。數據讀寫控制子模塊204利用高倍時鐘快速讀取緩存數據,并通過控制本地碼存 儲子模塊205同步讀取由本地碼生成子模塊206在捕獲初始階段存儲的本地碼表,在并行 相關子模塊207中完成解擴積分。碼相位捜索控制子模塊208對并行結果進行逐次比較, 采用滑動相干法完成相位捜索。在存儲器切換時刻,控制刷新載波頻率子模塊209更新下 變頻頻率,同時利用當前捜索的載波頻率