一種差分位同步方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤指衛(wèi)星信號位同步的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我們生活的各個方面。然 而，由于衛(wèi)星信號經(jīng)過遠(yuǎn)距離的傳輸，其信號能量非常弱，很容易受到由于地面附近的物體 的阻擋和遮蔽而造成信號低于正常信號-20~_30dB。為此，需要新的技術(shù)來進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航 信號的捕獲和跟蹤。
[0003] 為了捕獲弱的衛(wèi)星信號，需要進(jìn)行長時間的信號累加。然而，由于衛(wèi)星信號傳輸中 帶有導(dǎo)航電文，無法直接進(jìn)行長期相關(guān)累積，因此，需要首先進(jìn)行導(dǎo)航信號的位邊界判決。 目前常用的位邊界判決方法采用直方圖方法，直方圖方法采用硬判決機(jī)制，在弱信號條件 下可靠性低。最近提出了基于最大自然擬合的方法來進(jìn)行位判決，在弱信號下取得了好的 同步概率，然而該方法易受捕獲信號頻率偏差的影響。為此，我們提出了一種新型的位同步 算法，采用差分累加方法來消除頻率偏差的影響，比提出了兩種不同的累加函數(shù)，采用了長 距離的差分方案。本發(fā)明提出的方法能夠適應(yīng)大的多普勒偏差，在弱信號和高動態(tài)情況下 具有廣泛的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明公開了一種差分位同步方法，該方法讀取通道I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支 路數(shù)據(jù)。若存在二次編碼的導(dǎo)航信號，則進(jìn)行二次編碼剝離；若不存在二次編碼，則不進(jìn)行 編碼剝離過程。首先假設(shè)所有可能的位邊界，對每一個可能的位邊界進(jìn)行數(shù)據(jù)差分相關(guān)，利 用提出的累加函數(shù)進(jìn)行累加，然后比較累加結(jié)果。在所有可能的位邊界中，數(shù)據(jù)累加值最大 的可能邊界為真實(shí)符號位邊界。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 讀取通道I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)；
[0007] 假設(shè)所有可能的位邊界；
[0008] 若存在二次編碼的導(dǎo)航信號，則進(jìn)行二次編碼剝離；若不存在二次編碼，則不進(jìn)行 編碼剝離過程；
[0009] 進(jìn)行數(shù)據(jù)差分相關(guān)；
[0010] 利用提出的累加函數(shù)進(jìn)行累加；
[0011] 對所有可能位邊界累加結(jié)果進(jìn)行比較，判定數(shù)據(jù)跳變數(shù)最大的可能邊界為真實(shí)符 號位邊界。
[0012] 優(yōu)選的，二次編碼剝離，包括：依據(jù)二次編碼的生成方式，生成二次編碼序列。將I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)與二次編碼序列進(jìn)行相乘，實(shí)現(xiàn)二次編碼剝離，得到剝離 后I支路和Q支路數(shù)據(jù)。
[0013] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)跳變檢測采用差分相，相關(guān)函數(shù)為：
[0016]
[0014]
[0015] 優(yōu)選的，累加函數(shù)可以選擇為
[0017]
[0018]
[0019] 其中Sign_changep為假設(shè)的位置p為可能的數(shù)據(jù)跳變，II和QQ為二次編碼剝離 后的I支路和Q支路數(shù)據(jù)，N為用于位同步的所有符號位的數(shù)量，k為進(jìn)行差分計(jì)算時的差 分距離，DM為用于位同步的差分累積積分的數(shù)量。
[0020] 優(yōu)選的，根據(jù)信號強(qiáng)度和多普勒變化的特點(diǎn)，選擇不同的差分累積積分的長度DM。
[0021] 優(yōu)選的，根據(jù)位同步信號的符號數(shù)量進(jìn)行選擇合適的差分距離k。
[0022] 本發(fā)明還提供了一種差分位同步裝置，所述裝置包括：天線，射頻模塊，跟蹤模塊， 二次編碼剝離模塊，差分相關(guān)模塊，利用累加函數(shù)進(jìn)行累加模塊，累加結(jié)果判決模塊和判決 輸出模塊。其中，
[0023] 所述天線，用于接收獲取的衛(wèi)星信號；
[0024] 所述射頻模塊，用于將衛(wèi)星信后進(jìn)行下變頻與采樣輸出；
[0025] 所述跟蹤模塊，用于捕獲跟蹤各衛(wèi)星，生成相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)；
[0026] 所述二次編碼剝離模塊，用于將具有二次編碼信號進(jìn)行二次編碼剝離過程，輸出 剝離后的數(shù)據(jù)；
[0027] 所述差分相關(guān)模塊，用于進(jìn)行信號的差分相關(guān)；
[0028] 所述位邊界判決模塊，用于比較檢測結(jié)果，判定數(shù)據(jù)跳變數(shù)最大的可能邊界為真 實(shí)符號位邊界；
[0029] 所述判決輸出模塊，用于將判決的結(jié)果輸出，用于長時間累加。
[0030] 優(yōu)選的，二次編碼剝離，包括：依據(jù)二次編碼的生成方式，生成二次編碼序列。將 I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)與二次編碼序列進(jìn)行相乘，實(shí)現(xiàn)二次編碼剝離，得到剝離 后I支路和Q支路數(shù)據(jù)。
[0031] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)跳變檢測采用差分相關(guān)，相關(guān)函數(shù)為：
[0032]
[0033] 優(yōu)選的，累加函數(shù)可以選擇為
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 其中Sign_changep為假設(shè)的位置p為可能的數(shù)據(jù)跳變，II和QQ為二次編碼剝離 后的I支路和Q支路數(shù)據(jù)，N為用于位同步的所有符號位的數(shù)量，k為進(jìn)行差分計(jì)算時的差 分距離，DM為用于位同步的差分累積積分的數(shù)量。
[0038] 優(yōu)選的，根據(jù)信號強(qiáng)度和多普勒變化的特點(diǎn)，選擇不同的差分累積積分的長度DM。
[0039] 優(yōu)選的，根據(jù)位同步信號的符號數(shù)量進(jìn)行選擇合適的差分距離k。
【附圖說明】
[0040] 為了更加清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方法，下面將對實(shí)施例描述中所需的 附圖做一下簡單介紹：
[0041] 圖1為本發(fā)明信號捕獲方法的流程示意圖；
[0042] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0043] 以下參照附圖并結(jié)合示意性的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明技術(shù)方案的特征及其技 術(shù)效果，但本發(fā)明不局限于本實(shí)施例。
[0044] 如圖1所示，本發(fā)明提供了差分位同步方法的一實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：
[0045] 步驟101，讀取通道I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)。獲取跟蹤通道相關(guān)通道輸 出的I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)，作為位同步的初始輸入信息。
[0046] 步驟102,假設(shè)所有可能的位邊界；
[0047] 步驟103,二次編碼序列剝離。若存在二次編碼的導(dǎo)航信號，則進(jìn)行二次編碼剝離； 若不存在二次編碼，則不進(jìn)行編碼剝離過程；
[0048] 優(yōu)選的，二次編碼剝離，包括：依據(jù)二次編碼的生成方式，生成二次編碼序列。將 I支路相關(guān)積分?jǐn)?shù)據(jù)和Q支路數(shù)據(jù)與二次編碼序列進(jìn)行相乘，實(shí)現(xiàn)二次編碼剝離，得到剝離 后I支路和Q支路數(shù)據(jù)。
[0049] 步驟104,數(shù)據(jù)位進(jìn)行差分相關(guān)；
[0050] 優(yōu)選的，數(shù)據(jù)跳變檢測采用差分相關(guān)的相關(guān)函數(shù)為：
[0051]
[0052] 步驟105,利用累加函數(shù)對相關(guān)結(jié)果進(jìn)行累加：
[0053] 優(yōu)選的，累加函數(shù)可以選擇為：
[0054]
[0055]
[0056]
[0057] 其中Sign_changep為假設(shè)的位置p為可能的數(shù)據(jù)跳變，II和QQ為二次編碼剝離 后的I支路和Q支路數(shù)據(jù)，N為用于位同步的所有符號位的數(shù)量，k為進(jìn)行差分計(jì)算時的差 分距離，DM為用于位同步的差分累積積分的數(shù)量。
[0058] 優(yōu)選的，根據(jù)信號強(qiáng)度和多普勒變化的特點(diǎn)，選擇不同的差分累積積分的長度DM。
[0059] 優(yōu)選的，根據(jù)位同步信號的符號數(shù)量進(jìn)行選擇合適的差分距離k。
[0060] 步驟106,對所有的可能的位邊界累加結(jié)果進(jìn)行判決，從而得到正確的位邊界。
[0061] 通過以上的步驟，可以實(shí)現(xiàn)不同信號的位同步過程，并根據(jù)信號特征進(jìn)行優(yōu)化處 理。
[0062] 本發(fā)明的一個實(shí)施例如下，但本發(fā)明并不局限于這一個實(shí)現(xiàn)方式。
[0063] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。下面以圖2所示的差分位同步結(jié)構(gòu)示意 圖為例說明本發(fā)明實(shí)