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基于FFT的DSSS序列偶捕获
来源:本站整理  作者:佚名  2011-09-23 10:34:33




    式中:d(t)是基带信号;Ac和fc是调制载波的振幅和频率。接收信号r(t)=Acd(t)X(t)cos(2πfct)+i(t)+n(t),其中i(t)=Acos(2πfIt)为正弦波干扰信号;n(t)为噪声,对信号解调解扩:
    g.JPG
    当系统处于有正弦干扰的环境时,使用序列偶的误码率性能优于m序列和GOLD码。若没有正弦干扰则序列偶的性能最差。
    下面研究序列偶这种比较新的理论用于猝发式直扩系统中。

2 DSSS序列偶捕获
2.1 基于FFT序列偶捕获算法
    采用基于FFT的伪码捕获方案,具体搜索过程描述如下:本地载波对准初始频率估计值,这样就能使产生的信号对准一个频率搜索单元,系统启动FFT捕获环路,程序通过找出所有的相关峰值,对其进行比较找出其中相关峰值的最大值,如果最大值大于已经设定的检测门限时,表明信号捕获,得出信号所在位置载频和码相位,系统进入跟踪阶段。反之则表明信号未捕获,可以控制逻辑来改变频差搜索单元,再次重复以上过程。在理想状态下,码相位若按照Tc/2搜索,且在所有载频估计单元内完成搜索,则FFT并行捕获系统比串行捕获系统的搜索速度快2N倍,可实现快速捕获目的。算法描述如下:
    (1)设置参数,包括数据速率为10 Kb/s;调制方式为BPSK或QPSK调制;扩频处理增益为31;抽样频率为40 MHz;载波频率为10 MHz;每bit采样点为4 000。
    (2)生成数据,包括产生一组随机数,CRC校验,卷积编码,单极性变为双极性,加入位同步头,帧同步头。
    (3)生成扩频码,采用序列偶,码长为31。
    (4)选择调制方式,若是采用QPSK,则数据先串并变换,若为BPSK则不需要串并变换。
    (5)计算每bit采样点为4 000,获得1 b采样点内序列偶,每Chip采样点为4。
    (6)扩频,同时计算下1 b内序列偶初相。
    (7)计算各采样点载波相位、调制信号,同时计算下1 b内载波初始相位。
    (8)调制信号进入高斯白噪声信道。
    (9)通过信道信号进行FFT变换取共轭。
    (10)本地PN码及本地载波信号相乘得到信号进行FFT变换。
    (11)两信号进行IFFT后进行码相位一多普勒频移值二维搜索。
    (12)搜索比较所有相关峰值,若有超过门限即最大相关峰,实现捕获,停止搜索,启动跟踪电路;若失锁产生跟踪脉冲调整产生序列偶的本地时钟,直到同步锁定。
    (13)得到序列偶相位及多普勒频移值,进行解调,通过抽样判决取样,进行滚降滤波后再进行序列偶解扩。
    (14)位同步帧同步,卷积译码,恢复数据。
2.2 仿真分析
    实现序列偶捕获的相关峰值输出,当系统完成序列偶捕获以后,就会输出一个最大相关峰。仿真得到误码率如图2所示,它和系统采用解调方式及扩频增益有关,相干解调误码率性能优于差分解调,高扩频比优于低扩频比,误码率要低于10-3以下,信噪比要大于8 dB,扩频增益越大,误码率越低,扩频增益足够大的时候,在一定信噪比情况下可以得到很小的误码率。图3表明高扩频比优于低扩频比。

a.JPG



3 结语
    本文重点研究了序列偶的自相关特性和m序列及GOLD码对比分析,并且研究了将序列偶用于DSSS系统中的PN码捕获问题,提出了捕获算法的思路并且仿真实现。虽然序列偶并不是最佳的,但是若能找到一种最佳的序列偶,那么它会比其他的PN码具有更高的应用价值,可以应用于各个领域如CDMA系统。

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