一種導(dǎo)航信號擴(kuò)頻碼的優(yōu)選方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種導(dǎo)航信號擴(kuò)頻碼優(yōu)選方法，該方法在待優(yōu)選碼族碼長與目標(biāo)碼長不相等的情況下，通過計(jì)算截短碼的平衡性和最大奇偶自相關(guān)旁瓣來確定截?cái)帱c(diǎn)，并根據(jù)最大奇偶自相關(guān)旁瓣，干擾參數(shù)，最大頻譜幅度，最大奇偶互相關(guān)進(jìn)一步優(yōu)選，與現(xiàn)有技術(shù)相比，碼長的選取更自由，奇相關(guān)的考慮也更符合實(shí)際應(yīng)用情況，可以得到性能較好的擴(kuò)頻碼，在不改變衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方案和不增加系統(tǒng)建設(shè)成本的條件下，提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的性能。
【專利說明】一種導(dǎo)航信號擴(kuò)頻碼的優(yōu)選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種導(dǎo)航信號擴(kuò)頻碼的優(yōu)選方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在基于碼分多址的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，用戶接收機(jī)通過導(dǎo)航信號中的擴(kuò)頻碼來區(qū)分不同衛(wèi)星的信號并進(jìn)行導(dǎo)航定位，而民用信號領(lǐng)域互操作進(jìn)程的加速，使得不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間的互操作信號采用功率譜特征相同的調(diào)制方式，因此不同系統(tǒng)之間互操作信號的隔離依賴于擴(kuò)頻碼，所以研究改進(jìn)的擴(kuò)頻碼優(yōu)選方法對于提升導(dǎo)航系統(tǒng)性能，改善系統(tǒng)兼容性，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)有重要作用。
[0003]GPS較新的信號分量LlC的主碼碼長為10230，碼型為Weil碼，通過自互相關(guān)性能的篩選而得到。而與GPSLlC采用Weil碼不同，Galileo的ElOS和E6C采用Random碼。Random碼是基于存儲(chǔ)的序列，它沒有固定的產(chǎn)生模式，是從2Mn種(M為碼序列個(gè)數(shù)，η為碼長)可能的排列中挑選出來的。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)分析了碼平衡性，最大自相關(guān)旁瓣，最大互相關(guān)和最大頻譜幅度對系統(tǒng)性能的影響，提出根據(jù)指標(biāo)的權(quán)重值和在這4個(gè)指標(biāo)上擴(kuò)頻碼的計(jì)算值來計(jì)算各個(gè)擴(kuò)頻碼的加權(quán)計(jì)算值，選取加權(quán)計(jì)算值小的擴(kuò)頻碼為最優(yōu)。該方法只描述了待優(yōu)選碼集合碼長等于目標(biāo)碼集合碼長的情況，但實(shí)際應(yīng)用中待優(yōu)選碼集合碼長往往不能直接取目標(biāo)碼長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種碼長可以自由選取、更符合實(shí)際應(yīng)用情況且性能較好的擴(kuò)頻碼的導(dǎo)航信號擴(kuò)頻碼的優(yōu)選方法。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供的導(dǎo)航信號擴(kuò)頻碼的優(yōu)選方法包括下述步驟:
[0007]S1:判斷擴(kuò)頻碼集合M的碼長L是否等于目標(biāo)碼長LT，若是，則進(jìn)入步驟S3，若否，則進(jìn)入步驟S2 ；
[0008]S2:對擴(kuò)頻碼集合M中N個(gè)擴(kuò)頻碼進(jìn)行截短，并根據(jù)擴(kuò)頻碼的平衡性和奇偶自相關(guān)最大旁瓣獲得N個(gè)最佳截短碼并構(gòu)成待優(yōu)化碼集合Ml ;其中N的大小由碼型和碼長決定；
[0009]S3:根據(jù)待優(yōu)化碼集合Ml中所有擴(kuò)頻碼的最大奇偶自相關(guān)旁瓣、干擾參數(shù)和最大頻譜幅度以及設(shè)定的累積概率獲得待優(yōu)化碼集合M2，M2中包括N'個(gè)擴(kuò)頻碼；其中N'〈N，Ni的大小與步驟S33中累積概率a的取值直接掛鉤；
[0010]S4:計(jì)算待優(yōu)化碼集合M2中N'個(gè)擴(kuò)頻碼的兩兩奇偶互相關(guān)，并得到N'個(gè)擴(kuò)頻碼的兩兩最大奇偶互相關(guān)；
[0011]S5:將兩兩最大奇偶互相關(guān)中最小值對應(yīng)的一對擴(kuò)頻碼作為種子碼，并得到初始碼集合code = {codel, code2};其中code為當(dāng)前的碼集合，codel和code2分別為初始化的兩個(gè)碼；codel和Code2是碼集合M3的初始化種子碼，由這兩個(gè)碼然后根據(jù)S6和S7兩個(gè)步驟就可以得到碼集合M3。
[0012]S6:在待優(yōu)化碼集合M2剩余的K -2個(gè)擴(kuò)頻碼中每個(gè)碼都與codel和code2分別存在一個(gè)最大奇偶互相關(guān){ai,bf }1≤ i ≤N' -2，取{ai,bf }中較大的那個(gè)值作為比較參數(shù)Ci,則得到一個(gè)集合{c1, C2,... ,cN'-2}；
[0013]S7:取集合中最小值對應(yīng)的碼序列作為code3，并將Code3添加進(jìn)初始碼集合得到code = {codel, code2, code3},并以此類推,直到code集合中元素個(gè)數(shù)等于設(shè)定的個(gè)數(shù)N"時(shí)，得到大小為N"的最終碼集合M3;其中N"〈N，具體N"大小的設(shè)定與該系統(tǒng)發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)目有關(guān)。
[0014]作為更進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟S3具體包括:
[0015]S31:依次計(jì)算待優(yōu)化碼集合Ml中所有擴(kuò)頻碼的最大奇偶自相關(guān)旁瓣，干擾參數(shù)和最大頻譜幅度；
[0016]S32:將N個(gè)擴(kuò)頻碼的最大奇偶自相關(guān)旁瓣，干擾參數(shù)和最大頻譜幅度分別構(gòu)成旁瓣集合 S1 = [max AC1, max AC2,..., max ACn],干擾集合 S2 = [IP1, IP2,..., IPN]和頻譜集合 S3 = [Maxspec1, Maxspec2,..., MaxspecNJ ；
[0017]S33:將集合中的元素從小到大排列，并根據(jù)設(shè)定的累積概率選取擴(kuò)頻碼，得到待優(yōu)化碼集合M2，碼集合大小為N'。
[0018]作為更進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟S31中，根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)航信號擴(kuò)頻碼的優(yōu)選方法，其特征在于，包括下述步驟: 51:判斷擴(kuò)頻碼集合M的碼長L是否等于目標(biāo)碼長LT，若是，則進(jìn)入步驟S3，若否，則進(jìn)入步驟S2 ； 52:對擴(kuò)頻碼集合M中N個(gè)擴(kuò)頻碼進(jìn)行截短，并根據(jù)擴(kuò)頻碼的平衡性和奇偶自相關(guān)最大旁瓣獲得N個(gè)最佳截短碼并構(gòu)成待優(yōu)化碼集合Ml ； 53:根據(jù)待優(yōu)化碼集合Ml中所有擴(kuò)頻碼的最大奇偶自相關(guān)旁瓣、干擾參數(shù)和最大頻譜幅度以及設(shè)定的累積概率獲得待優(yōu)化碼集合M2，M2中包括N'個(gè)擴(kuò)頻碼； S4:計(jì)算待優(yōu)化碼集合M2中N'個(gè)擴(kuò)頻碼的兩兩奇偶互相關(guān)，并得到N'個(gè)擴(kuò)頻碼的兩兩最大奇偶互相關(guān)； 55:將兩兩最大奇偶互相關(guān)中最小值對應(yīng)的一對擴(kuò)頻碼作為種子碼，并得到初始碼集合code = {codel, code2};其中code為當(dāng)前的碼集合，codel和code2分別為初始化的兩個(gè)碼； 56:在待優(yōu)化碼集合M2中剩余的K -2個(gè)擴(kuò)頻碼中每個(gè)碼都與codel和code2分別存在一個(gè)最大奇偶互相關(guān){aJJ，取{aJJ中較大的那個(gè)值作為比較參數(shù)Ci，則得到一個(gè)集合 Ic1, C2, , Cn, _2} ;1 ≤ i ≤ N' -2 57:取集合Ic1, C2, , cN, _2}中最小值對應(yīng)的碼序列作為code3,并將code3添加進(jìn)初始碼集合得到code = {codel,code2,code3},并以此類推,直到code集合中元素個(gè)數(shù)等于設(shè)定的個(gè)數(shù)N"時(shí)，得到大小為N"的最終碼集合M3。
2.如權(quán)利要求1所述的優(yōu)選方法，其特征在于，步驟S3具體包括: 531:依次計(jì)算待優(yōu)化碼集合Ml中所有擴(kuò)頻碼的最大奇偶自相關(guān)旁瓣，干擾參數(shù)和最大頻譜幅度； 532:將N個(gè)擴(kuò)頻碼的最大奇偶自相關(guān)旁瓣，干擾參數(shù)和最大頻譜幅度分別構(gòu)成旁瓣集合 S1 = [max AC1, max AC2,..., max ACn],干擾集合 S2 = [IP1, IP2,..., IPn]和頻譜集合S3 = [Maxspec1, Maxspec2,..., MaxspecJ ； 533:將集合中的元素從小到大排列，并根據(jù)設(shè)定的累積概率選取擴(kuò)頻碼，得到待優(yōu)化碼集合M2，碼集合M2大小為N'。
3.如權(quán)利要求2所述的優(yōu)選方法，其特征在于，在步驟S31中，根據(jù)公式
4.如權(quán)利要求3所述的優(yōu)選方法,其特征在于,在步驟S31中，根據(jù)公式maxspec=max (I FT (C (η)))計(jì)算最大頻譜幅度maxspec, FT (C (η))表示序列C (η)的傅里葉變換。
【文檔編號】H04B1/707GK103580717SQ201310487293
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】唐祖平, 魏蛟龍, 夏軒, 石建峰 申請人:華中科技大學(xué)