基于多角度分数阶相关协同的同步捕获与跟踪方法

摘要

基于多角度分数阶相关协同的同步捕获与跟踪方法，涉及无线通信领域。是为了实现同步码的快速同步捕获和精确同步跟踪。本发明基于不同旋转角度下分数阶自相关函数的峰值相同、尖锐程度不同的特点，根据系统信号参数和性能指标通过旋转角度来选择尖锐程度不同的分数阶自相关函数用于通信信号同步码的同步捕获和跟踪，即通过旋转角度选择峰值相对较宽的分数阶相关函数进行同步码的快速捕获，然后再利用旋转角度对应的峰值较尖锐的分数阶相关函数来实现同步码的精确跟踪。本发明使用于无线通信中同步码的同步捕获与跟踪。

主权项

基于多角度分数阶相关协同的同步捕获与跟踪方法，其特征是：它由以下步骤实现：步骤一、接收端确定同步捕获参数，所述捕获参数包括分数阶相关器的旋转角度α_acq、比较器的检测门限V_th和相位搜索控制模块输出同步码相位的变化量Δτ_acq；同时，接收端确定同步跟踪参数，所述同步跟踪参数包括分数阶相关器的旋转角度α_tra、相位搜索控制模块输出同步码相位的变化量Δτ_tra和本地同步码的超前和滞后量τ_tra，且2τ_tra≤T_c；T_c为码元宽度；同步捕获过程：步骤二、采用捕获参数控制模块根据步骤一中所确定捕获参数，将接收信号r(t)与本地同步码通过分数阶相关器，计算出两者在旋转角度为α_acq的分数阶相关函数峰值V_acq；步骤三、将步骤二中分数阶相关器的输出值V_acq送给门限比较器，并判断分数阶相关器的输出值V_acq是否小于检测门限V_th；当V_acq小于检测门限V_th时，则本地同步码的相位和接收到的同步码的相位不同，门限比较器输出一个信号给同步码相位搜索控制模块，在相位搜索控制模块的控制下，本地同步码产生器改变输出同步码的相位状态，同步码相位的变化量为Δτ_acq；若改变后的本地同步码的相位状态仍与接收同步码的相位状态不同，门限比较器继续输出一个信号给相位搜索控制模块，使相位搜索控制模块再一次改变本地参考同步码的相位；直至本地参考同步码的相位状态趋近于接收同步码的相位状态时，分数阶相关器的输出V_acq超过检测门限V_th，即完成同步码的同步捕获，转入同步跟踪过程；同步跟踪过程：步骤四、将接收信号分成三路，跟踪参数控制模块根据步骤一中所确定的跟踪参数，将其中两路信号分别与本地参考同步码的超前码c(t‑τ′_d+τ_tra)和滞后码c(t‑τ′_d‑τ_tra)进行旋转角度为α_tra的分数阶相关运算；将另一路信号与本地参考同步码c(t‑τ′_d)进行旋转角度为α_tra的分数阶相关运算，其中τ′_d是对接收同步码未知时延量τ_d的估计值，经包络检波后送给判决器用于信息数据恢复；步骤五、将步骤四中超前和滞后相关支路的输出经包络检波送给加法器，产生误差信号；并将该误差信号经过一个低通滤波器进行滤波，以平滑噪声对同步跟踪的影响；并判断该误差信号是否为正，如判断结果为是，则执行步骤五一；如果判断结果为否，则执行步骤五二；步骤五一、则本地同步码的超前码的相位状态比滞后码的相位状态更趋近接收同步码的相位状态，则在相位搜索控制模块的控制下，使本地同步码产生器输出同步码的相位状态进行超前调整，相位调整的变化量为Δτ_tra；若调整后误差信号仍为正，相位搜索控制模块再一次超前调整本地参考同步码的相位，直到本地参考同步码的相位状态趋近接收同步码的相位状态，则实现了同步码的同步跟踪；步骤五二、则本地同步码的滞后码的相位状态比超前码的相位状态更接近接收同步码的相位状态，相位搜索控制模块将滞后调整本地参考同步码的相位，直到本地参考同步码的相位状态趋近接收同步码的相位状态，则实现了同步码的同步跟踪。