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  • 基于部分匹配滤波算法的实时同步捕获装置及方法
基于部分匹配滤波算法的实时同步捕获装置及方法 授权有效中;
  • 专利(申请)号: CN201710238215.0
  • 专利类型: 发明;
  • 主分类: H电学;
  • 产业领域: 电通信技术(传输)
  • 专利来源: 高校;
  • 申请日: 2017-04-13
  • 申请人: 西安电子科技大学
  • 当前专利权人: 西安电子科技大学
  • 交易方式: 转让;
  • 其他交易方式:
  • 参考价格(元): ¥50000
  • 联系方式: 李颖18706728178

【 中文摘要 】基于先进先出结构的同步捕获装置及其方法,装置包括同步序列选取模块、相关求和器组、快速傅立叶变换模块、相关峰值选择模块、门限判决模块、验证序列选取模块、验证峰值获取模块、峰值比较模块。方法包括:选取一个同步序列;对同步序列进行相关求和运算;将相关求和运算结果进行快速傅立叶变换;从变换结果中选出最大峰值并将最大峰值与门限进行比较;根据比较结果选取验证序列;对验证序列进行匹配滤波以及快速傅立叶变换,获得两组验证峰值;根据两组验证峰值的大小关系判断同步捕获是否成功。本发明具有资源占用少、实时性强、同步捕获漏捕获和错捕获概率低、正确同步捕获概率高的优点。

【 英文摘要 】The invention discloses a synchronous capture device and method based on a first-in first-out structure. The device comprises a synchronous sequence selection module, a correlation summer group, a fast fourier transform module, a correlation peak selection module, a threshold judgment module, a verification sequence selection module, a verification peak obtaining module and a peak comparison module. The method comprises the following steps of selecting a synchronous sequence; carrying out correlation summation operation on the synchronous sequence; carrying out fast fourier transform on a correlation summation operation result; selecting the maximum peak from the transform result and comparing the maximum peak with a threshold; selecting a verification sequence according to a comparison result; carrying out matching filtering and fast fourier transform on the verification sequence, thereby obtaining two groups of verification peaks; and judging whether synchronous captur is successful or not according to a magnitude relation between the two groups of verification peaks. The device and the method have the advantages of low resource occupation, high timeliness, low missed capture and wrong capture probability in a synchronous capture process, and high accurate synchronous capture probability.

技术摘要

【 技术功效 】

技术功效句降低系统成本; 克服了现有技术中的同步捕获方法中需要对接收到的通信信号进行存储; 使得采用本发明的方法可以保证同步捕获的实时性; 使得采用本发明的方法可以提高低信噪比、大频偏环境下的同步捕获性能; 同步捕获的可靠性较低的不足; 提高了硬件资源利用率; 提高捕获效率; 这就实现了对接收信号的的实时同步捕获; 使得本发明的装置可以节省快速傅里叶变换FFT的硬件资源; 使得本发明的装置可以减少伪码捕获模块的硬件资源消耗量; 克服了现有技术中的同步捕获装置中第一伪码捕获模块包含大量乘法器、加法器与存储器导致的硬件资源消耗较大的不足; 可以实现对同步序列与同步码元进行分段相关求和操作
技术功效短语降低系统成本; 克服需要存储; 保证捕获实时性; 捕获性能; 捕获可靠性低; 提高资源利用率; 提高捕获效率; 这捕获; 快速傅里叶; 减少捕获消耗量; 提高低信噪比; 克服资源消耗; 实现相关求和
技术功效1级成本; 存储; 实时性; 捕获; 可靠性; 利用率; 效率; 速度; 消耗; 噪音; 求和
技术功效2级成本降低; 存储避免; 实时性提高; 捕获; 可靠性提高; 利用率提高; 效率提高; 速度提高; 消耗降低; 噪音提高; 消耗避免; 求和
技术功效3级系统成本降低; 需要存储避免; 捕获实时性提高; 性能捕获; 捕获可靠性提高; 资源利用率提高; 捕获效率提高; 捕获; 傅里叶速度提高; 捕获消耗降低; 低噪音提高; 资源消耗避免; 实现相关求和
技术功效TRIZ参数39-生产率;25-时间损失;27-可靠性;09-速度;23-物质损失;31-物质产生的有害因素;

分类号

主分类号

H04B1/7075;

IPC分类号
CPC分类号H04B1/7075;
国民经济行业分类

制造业

WOS学科分类号

工程

国民经济行业(主)

制造业

新兴产业分类

下一代信息网络产业

新兴产业(主)

下一代信息网络产业

专利历程

  • 2017-04-13

    申请日

    CN201710238215.0(当前专利)

    申请号

  • 2017-08-18

    首次公开日

    CN107070496A

    首次公开号

  • 2019-03-26

    授权公告日

    CN107070496B(当前专利)

    授权公告号

  • 2037-04-13

    预估到期日

    计算因素

同族专利

同族专利公开号
扩展同族公开号
DocDB公开号

其他著录项

代理机构陕西电子工业专利中心 61205
代理人田文英; 王品华
申请语言汉语
审查员许晨

权利要求

1.一种基于部分匹配滤波算法的实时同步捕获装置,包括通过信号传输线相连同步序列选取模块、相关求和器组、快速傅立叶变换FFT模块、相关峰值选择模块、门限判决模块、验证序列选取模块、验证峰值获取模块、峰值比较模块;所述的同步序列选取模块的输出端与相关求和器组的输入端相连,相关求和器组中所有相关求和器的输出均与快速傅立叶变换FFT模块输入相连,快速傅立叶变换FFT模块的输出端与最大信号选择模块的输入端相连,最大信号选择模块的输出端与门限判决模块的输入端相连,门限判决模块的输出端与验证序列选取模块的输入端相连,验证序列选取模块的输出端与验证峰值获取模块的输入端相连,验证峰值获取模块的输出端与峰值比较模块的输入端相连,特征在于:所述的同步序列选取模块,用于从接收的通信信号中获取一个同步码元相同长度的序列作为同步序列,将获取到的同步序列进行分段并对每段进行编号,将分段后的同步序列中的每段传输给相关求和器组相同编号的相关求和器中;所述的相关求和器组,包括多个相关求和器,每个相关求和器用于将输入的一段同步序列和自身存储的一段同步码元进行点乘运算,得到一段相关序列,将一段相关序列中所有数据进行求和得到一个相关和值,将所有的相关求和器得到的和值组成和值序列传输给快速傅立叶变换FFT模块;所述的快速傅立叶变换FFT模块,用于对相关和值序列进行快速傅立叶变换FFT,得到复数序列,将得到的复数序列传输给相关峰值选择模块;所述的相关峰值选择模块,用于对复数序列的每个复数进行求模处理,得到模值序列,将模值序列中的最大值作为峰值,将峰值传输给门限判决模块;所述的门限判决模块,用于判断峰值是否大于门限值,若是,则选取验证序列,否则,选取同步序列;所述的验证序列选取模块,用于从当前接收的通信信号中获取一个与验证码元相同长度的序列作为验证序列,将获得的验证序列传输给验证峰值获取模块;所述的验证峰值获取模块,包括第一伪码存储器、第一串行相关求和器、第一快速傅立叶变换FFT器、第一峰值选择器、第二伪码存储器、第二串行相关求和器、第二快速傅立叶变换FFT器、第二峰值选择器;第一串行相关器的输入端与第二串行相关器的输入端均与验证序列选取模块的输出端相连,第一伪码存储器的输出端与第一串行相关器的输入端相连,第二伪码存储器的输出端与第二串行相关器的输入端相连,第一串行相关器的输出端与第一串行快速傅立叶变换FFT器的输入端相连,第二串行相关器的输出端与第二串行快速傅立叶变换FFT器的输入端相连,第一串行快速傅立叶变换FFT器的输出端与第一峰值选择器的输入端相连,第二串行快速傅立叶变换FFT器的输出端与第二峰值选择器的输入端相连,第一峰值选择器的输出端与第二峰值选择器的输出端均与峰值比较模块的输入端相连,用于通过验证峰值获取模块中的第一伪码存储器将第一伪码存储器存储的同步码元传输给验证峰值获取模块中的第一串行相关求和器;将同步码元与验证序列进行点乘运算,得到第一数值序列,而后以同步序列的长度与相关求和器组中相关求和器总数的比值作为分段长度,对第一数值序列进行分段求和处理,得到第一和值序列,将所得到的第一和值序列传输给验证峰值获取模块中的第一串行快速傅立叶变换FFT器;对第一和值序列进行快速傅立叶变换,得到第一复数序列,将得到的第一复数序列传输给验证峰值获取模块中的第一峰值选择器;对第一复数序列中每个复数进行求模处理,并从中找出最大值作为第一峰值,将第一峰值传输给峰值比较模块;通过验证峰值获取模块中的第二伪码存储器将第二伪码存储器存储的同步码元传输给验证峰值获取模块中的第二串行相关求和器;将同步码元与验证序列进行点乘运算,得到第二数值序列,以同步序列的长度与相关求和器组中相关求和器总数的比值作为分段长度,对第二数值序列进行分段求和处理,得到第二和值序列,将所得到的第二和值序列传输给验证峰值获取模块中的第二串行快速傅立叶变换FFT器;对第二和值序列进行快速傅立叶变换,得到第二复数序列,将得到的第二复数序列传输给验证峰值获取模块中的第二峰值选择器;对第二复数序列中每个复数进行求模处理,得到第二模值序列,从中找出最大值作为第二峰值,将第二峰值传输给峰值比较器;所述的峰值比较模块用于判断第一峰值是否大于的第二峰值,若是,则同步捕获成功,否则,选取验证序列。

2.一种基于部分匹配滤波算法的实时同步捕获方法,包括如下步骤:(1)选取同步序列:(1a)将接收机当前接收的通信信号中第一个样点的位置,作为用于同步捕获的目标序列的起点;(1b)同步序列选取模块从目标序列的起点开始,选取一个与同步码元相同长度的序列作为同步序列;(2)对同步序列进行分段:(2a)用同步序列的长度除以相关求和器组中相关求和器的总数,得到商值;(2b)同步序列选取模块用商值作为每段的长度,将同步序列进行均匀分段,并对各段从1开始进行编号;(2c)同步序列选取模块将分段后的同步序列中的各段传输到相关求和器组中相同编号的相关求和器中;(3)对同步序列的每段进行相关求和处理:(3a)相关求和器组中的每个相关求和器,将输入的一段同步序列和自身存储的一段同步码元进行点乘运算,得到一段相关序列;(3b)相关求和器组中的每个相关求和器对一段相关序列中的所有数据进行求和,得到一个相关和值;(3c)将所有相关和值组成相关和值序列,传输给快速傅立叶变换FFT模块;(4)对相关和值序列进行快速傅立叶变换FFT:(4a)快速傅立叶变换FFT模块对相关和值序列进行快速傅立叶变换FFT,得到复数序列;(4b)将复数序列传输给相关峰值选择模块;(5)从复数序列中选择峰值:(5a)相关峰值选择模块将复数序列的每个复数进行求模处理,得到模值序列;(5b)相关峰值选择模块从模值序列中找到最大值,作为峰值传输给门限判决模块;(6)门限判决模块判断峰值是否大于门限值,若是,则执行步骤(7),否则,执行步骤(1);(7)选取验证序列:(7a)将接收机当前接收的通信信号中第一个样点的位置,作为用于同步验证的目标序列的起点;(7b)验证序列选取模块从目标序列的起点开始,选取一个与验证码元相同长度的序列作为验证序列;(7c)将验证序列传输给验证峰值获取模块中的第一串行相关求和器与验证峰值获取模块中的第二串行相关求和器;(8)对验证序列进行分段相关求和处理:(8a)验证峰值获取模块中的第一伪码存储器将存储的同步码元,传输给验证峰值获取模块中的第一串行相关求和器;(8b)验证峰值获取模块中的第一串行相关求和器将同步码元与验证序列进行点乘运算,得到第一数值序列;(8c)验证峰值获取模块中的第一串行相关求和器利用步骤(2a)中得到的商值作为分段长度,对第一数值序列进行分段求和处理,得到第一和值序列;(8d)将第一和值序列传输至验证峰值获取模块中的第一串行快速傅立叶变换FFT器中;(8e)验证峰值获取模块中的第二伪码存储器将存储的验证码元,传输给验证峰值获取器中的第二串行相关求和器;(8f)验证峰值获取模块中的第二串行相关求和器将验证码元与验证序列进行点乘运算,得到第二数值序列;(8g)验证峰值获取模块中的第二串行相关求和器用步骤(2a)中得到的商值作为分段长度,对第二数值序列进行分段求和处理,得到第二和值序列;(8h)将第二和值序列传输给验证峰值获取模块中的第二串行快速傅立叶变换FFT器中;(9)对第一和值序列与第二和值序列进行快速傅立叶变换FFT:(9a)验证峰值获取模块中的第一串行FFT变换器,对第一和值序列进行快速傅立叶变换,得到的第一复数序列;(9b)传输给验证峰值获取模块中的第二峰值选择器;(9c)验证峰值获取模块中的第二串行FFT变换器,对第二和值序列进行快速傅立叶变换,得到的第二复数序列;(9d)将第二复数序列传输给验证峰值获取模块中的第二峰值选择器;(10)选取峰值:(10a)验证峰值获取模块中的第一峰值选择器将第一复数序列的每个复数进行求模处理,得到第一模值序列;(10b)验证峰值获取模块中的第一峰值选择器从第一模值序列中找到最大值,作为第一峰值传输给峰值比较器;(10c)验证峰值获取模块中的第二峰值选择器将第二复数序列的每个复数进行求模处理,得到第二模值序列;(10d)验证峰值获取模块中的第二峰值选择器从第二模值序列中找到最大值,作为第二峰值传输给峰值比较器;(11)峰值比较模块判断第一峰值是否大于第二峰值,若是,执行步骤(12),否则,执行步骤(7);(12)同步捕获成功。

3.根据权利要求2所述的基于部分匹配滤波算法的实时同步捕获方法,其特征在于,步骤(6)中所述的门限值是指,使用者以同步码元的长度为初值,根据具体的无线信道环境做调整后,预存在门限判决模块的一个值。


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