多载波相干捕获方法、装置、电子设备及存储介质

摘要

本发明提供了一种多载波相干捕获方法、装置、电子设备及存储介质，包括：接收多载波直接序列扩频信号；将基带信号分为多路子载波信号；对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波；在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关；在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功。本发明能够在不对捕获性能造成影响的情况下降低多载波相干捕获的复杂度。

权利要求

1.一种多载波相干捕获方法，其特征在于，包括：接收多载波直接序列扩频信号；

将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号；

将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号；

对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波；

在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；

在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；

在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；

基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功；

其中，所述在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿，具体包括：

在完成所述多普勒偏移补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；

其中，所述在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面，具体包括：在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并将各个子载波第二次补偿后的结果加权相加，接着求出模平方得到相干累加平面。

2.根据权利要求1所述的多载波相干捕获方法，其特征在于，所述将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号，具体包括：将所述多载波直接序列扩频信号通过模数转换器AD转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号。

3.根据权利要求1所述的多载波相干捕获方法，其特征在于，所述基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功，具体包括：基于所述相干累加平面进行判决，若与所述相干累加平面对应的相关峰超过阈值，则认为捕获成功；若与所述相干累加平面对应的相关峰没有超过阈值则认为捕获失败。

4.一种多载波相干捕获装置，其特征在于，包括：接收模块，用于接收多载波直接序列扩频信号；

信号转化模块，用于将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号；

分路模块，用于将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号；

处理模块，用于对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波；

多普勒偏移补偿模块，用于在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；

码相位相关模块，用于在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；

第二补偿模块，用于在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；

确定模块，用于基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功；

其中，所述码相位相关模块，具体用于：在完成所述多普勒偏移补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；

其中，所述第二补偿模块，具体用于：在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并将各个子载波第二次补偿后的结果加权相加，接着求出模平方得到相干累加平面。

5.根据权利要求4所述的多载波相干捕获装置，其特征在于，所述信号转化模块，具体用于：

将所述多载波直接序列扩频信号通过模数转换器AD转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号。

6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1 3任一项所述的多载波~

相干捕获方法。

7.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1 3任一项所述的多载波相干捕获方法。

~

说明书

多载波相干捕获方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及信号传输技术领域，尤其涉及一种多载波相干捕获方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

[0002] 现有的多载波直接序列扩频通信体制子载波合并绝大多数情况均采用非相干合并，这会带来较大的合并损失导致捕获性能有所下降，而各个子载波之间的全相干合并则
会引入较大的运算复杂度，使得星上接收机难以支持。

发明内容

[0003] 针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种多载波相干捕获方法、装置、电子设备及存储介质。

[0004] 第一方面，本发明实施例提供一种多载波相干捕获方法，包括：

[0005] 接收多载波直接序列扩频信号；

[0006] 将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号；

[0007] 将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号；

[0008] 对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波；

[0009] 在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；

[0010] 在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；

[0011] 在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；

[0012] 基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功。

[0013] 进一步地，所述将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号，具体包括：

[0014] 将所述多载波直接序列扩频信号通过模数转换器AD转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号。

[0015] 进一步地，所述在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿，具体包括：

[0016] 在完成所述多普勒偏移补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿。

[0017] 进一步地，所述在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面，具体包括：

[0018] 在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并将各个子载波第二次补偿后的结果加权相加，接着求出模平方得到相干累加平面。

[0019] 进一步地，所述基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功，具体包括：

[0020] 基于所述相干累加平面进行判决，若与所述相干累加平面对应的相关峰超过阈值，则认为捕获成功；若与所述相干累加平面对应的相关峰没有超过阈值则认为捕获失败。

[0021] 第二方面，本发明实施例提供了一种多载波相干捕获装置，包括：

[0022] 接收模块，用于接收多载波直接序列扩频信号；

[0023] 信号转化模块，用于将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号；

[0024] 分路模块，用于将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号；

[0025] 处理模块，用于对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波；

[0026] 多普勒偏移补偿模块，用于在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；

[0027] 码相位相关模块，用于在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；

[0028] 第二补偿模块，用于在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；

[0029] 确定模块，用于基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功。

[0030] 进一步地，所述信号转化模块，具体用于：

[0031] 将所述多载波直接序列扩频信号通过模数转换器AD转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号。

[0032] 进一步地，所述码相位相关模块，具体用于：

[0033] 在完成所述多普勒偏移补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿。

[0034] 第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上第一方面
所述的多载波相干捕获方法的步骤。

[0035] 第四方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所述的多载波相干捕获方法
的步骤。

[0036] 由上述技术方案可知，本发明实施例提供的多载波相干捕获方法、装置、电子设备及存储介质，通过接收多载波直接序列扩频信号；将所述多载波直接序列扩频信号转变为
数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号；将经过下变频的基带信号分为多路子载
波信号；对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相
乘，然后经过根升余弦匹配滤波；在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行
搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；在完成所述多普勒偏移补偿后，进
行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位
偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；基于所述相干累
加平面进行判决，确定是否捕获成功。本发明能够在不对捕获性能造成影响的情况下降低
多载波相干捕获的复杂度。

附图说明

[0037] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明
的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。

[0038] 图1为本发明一实施例提供的多载波相干捕获方法的流程示意图；

[0039] 图2为本发明一实施例提供的MC‑DSSS全相干延迟/多普勒二维联合捕获框图；

[0040] 图3为本发明一实施例提供的MC‑DSSS信号延迟/多普勒捕获平面图；

[0041] 图4为本发明一实施例提供的多载波相干捕获装置的结构示意图；

[0042] 图5为本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

[0043] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明
一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有
做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面将通过
具体的实施例对本发明提供的多载波相干捕获方法进行详细解释和说明。

[0044] 图1为本发明一实施例提供的多载波相干捕获方法的流程示意图；如图1所示，该方法包括：

[0045] 步骤101：接收多载波直接序列扩频信号。

[0046] 步骤102：将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号。

[0047] 步骤103：将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号。

[0048] 步骤104：对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波。

[0049] 步骤105：在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿。

[0050] 步骤106：在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿。

[0051] 步骤107：在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面。

[0052] 步骤108：基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功。

[0053] 在本实施例中，需要说明的是，低轨卫星通信系统一般指由多颗卫星组成的可以实时进行信息处理的大型卫星通信系统。与高轨卫星星座相比，低轨道卫星的星座轨道高
度较低，因此具有较短的链路传输延迟和较小的能量损失。由多个卫星构成的卫星通信星
座实现了真正的全球覆盖，使得通信的频率复用更加有效。低轨卫星通信技术不仅是商业
航天技术的“竞技场”，更成为了主要大国太空和军事博弈的重要“杠杆”。但是，由于星地之
间通信距离较远，且星地链路环境较为空旷，卫星通信链路往往存在着遭受强干扰、被截获
的风险。

[0054] 卫星通信中常采用扩展频谱（“扩频”）通信，这种通信方式可以有效的提升卫星上行链路的隐蔽性，降低干扰对卫星上行通信信号的影响。它的思想是在功率保持一定的情
况下，扩展信号频谱带宽，使得信号的功率谱密度降低，直至淹没在噪声下无法被察觉。扩
频通信的隐蔽性、抗干扰性能和扩频比息息相关。多载波‑直接序列扩频（MC‑DSSS）的扩频
通信体制可以在直接序列扩频基础上通过使用多个载波的形式继续进行频谱扩展，从而实
现深度扩频，保障通信信号的隐蔽性和可靠性。

[0055] 在多载波‑直接序列扩频通信系统中，信号的同步质量往往是制约接收机性能的瓶颈。捕获作为扩频接收机的重要组成部分，决定了接收机的门限，对接收机完成同步功能
起着不可或缺的作用。从整个接收机的结构来看，捕获不仅仅是信号接收的瓶颈，更是信号
接入的“通行证”，若捕获不能正常进行，接收机就会认为地面发射机没有进行信号的传输，
从而影响后续接收模块的正常工作，从而造成整帧信号的丢失。

[0056] 为了保障用户信息传输的安全性和可靠性，采用多载波‑直接序列扩频的通信体制进行信息的传输。相对于传统单载波直接序列扩频，多载波直接序列扩频通信体制可以
在获得等效扩频增益的基础之上，具有并行处理的天然优势，显著降低扩频信号捕获的实
现难度。现有的多载波直接序列扩频通信体制子载波合并绝大多数情况均采用非相干合
并，这会带来较大的合并损失导致捕获性能有所下降，而各个子载波之间的全相干合并则
会引入较大的运算复杂度，使得星上接收机难以支持。因此，需要探索新的多载波相干捕获
方法，在不对捕获性能造成影响的情况下降低多载波相干捕获的复杂度。

[0057] 然而，本发明实施例提供的多载波相干捕获方法，立足于低轨卫星抗侦测干扰通信使用场景，结合低轨卫星星上载荷资源受限，用户安全性、可靠性通信要求高的应用背
景，能够突破大动态、低信噪比情况下多载波载荷接收机资源受限的技术瓶颈，具体如下：

[0058] 低轨卫星星地通信链路中，星地之间传输距离较远，经过星地之间的链路传输损耗，信号在到达接收机时功率较低。深度扩频的通信体制可以通过扩展频谱带宽降低信号
的功率谱密度，在发射功率一定的情况下保证星地之间通信的可靠性和安全性。

[0059] 捕获是多载波深度扩频信号接入的瓶颈，现有的各个载波非相干捕获会引入合并损失，难以满足低信噪比捕获的要求，相干合并由于其合并精度要求又会引入大量的运算
复杂度。本发明实施例提供的多载波相干捕获方法，在捕获的不同阶段对子载波相位进行
不同精度的补偿（即第一次补偿和第二层补充），从而避免了不必要的高精度带来的高运算
量，降低了算法的复杂度，实现了星上接收机的低复杂度。

[0060] 在本发明实施例中，首先需要解决的是上下行信号的波形问题，即收发机之间以什么样的波形进行数据传输。信号的波形设计应与星地链路电磁环境密切相关，选择较为
“空旷”，干扰较小的频带进行数据传输。为降低功率谱密度，提高信息传输的可靠性和安全
性，选用多载波‑直接序列扩频信号作为数字基带传输波形。为防止各个子载波之间发生混
叠，便于收发信机进行同步，各个子载波之间间隔相等且大于二倍的码片速率。

[0061] 参见图2，基带数据经过直接序列扩频之后分为U路（1,...,u,...,U），其中U为多载波的子载波数。在每一路上对基带数据乘不同的载波，调制到不同的数字频率上。再将U
路相加合成一路，经过DA（数模转换器）处理进行发送。

[0062] 在信号由发射机发射后经由信道到达接收端，接收端具体流程如下：

[0063] 1、首先接收模拟信号在被AD（模数转换器）采集处理之后变成数字信号，接着经过下变频转化成基带信号。

[0064] 2、经过下变频的信号分为多路，与DDS（数字频率合成器）产生的不同频率的载频信号（优选的，各个载波频率与发端对应一致）相乘，后经过根升余弦匹配滤波。根升余弦匹
配滤波的作用在于根升余弦匹配滤波器可以在防止信号产生码间串扰的同时滤除其他子
载波信号的干扰。

[0065] 3、完成根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，在各个子载波的频偏通道对多普勒频偏的搜索和补偿。

[0066] 4、在特定通道上完成频偏搜索通道上的多普勒频偏补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行相关，在相关的过程中完成对扩频码码相位的初次补偿，由于码相位相关对补
偿精度要求不高，此次补偿仅在码相位“粗网格”中进行补偿（粗补偿），即完成传输时延（码
相位偏移）的“粗搜索”。

[0067] 5、完成码相位相关后需要对多载波的各个子载波进行合并，在多载波直接序列扩频通信体制中，由于各个子载波频点不同，传输时延在各个子载波上积累得到的相位差有
所不同，在各个子载波进行相干合并时需要对由传输时延引起的相位差进行补偿，才能保
证相干合并的损失最小，由此在子载波合并之前需要对传输时延（码相位偏移）进行第二次
“细网格补偿”。

[0068] 6、对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面。

[0069] 7、对相干累加平面进行判决。

[0070] 在本实施例中，通过载波间全相干合并避免了各个子载波间合并引入的损失，从而提升了多载波直接序列扩频捕获的性能；同时进行两次补偿（即利用粗网格和细网格的
二重网格划分），有利于降低星上借手机的运算复杂度，进而极大缓解卫星载荷的存储能
力，有助于节约硬件开销。

[0071] 由上面技术方案可知，本发明实施例提供的多载波相干捕获方法，通过接收多载波直接序列扩频信号；将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下
变频转化成基带信号；将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号；对于任意一路子载
波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤
波；在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的
频偏进行多普勒偏移补偿；在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏
移的补偿；在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各
个子载波进行相干合并得到相干累加平面；基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕
获成功。本发明能够在不对捕获性能造成影响的情况下降低多载波相干捕获的复杂度。

[0072] 在上述实施例的基础上，在本实施例中，所述将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号，具体包括：

[0073] 将所述多载波直接序列扩频信号通过模数转换器AD转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号。

[0074] 在上述实施例的基础上，在本实施例中，所述在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿，具体包括：

[0075] 在完成所述多普勒偏移补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿。

[0076] 在本实施例中，针对本地PN码模板和接收序列需要说明的是，本地PN码模板指与发端相同的先验已知的伪随机码模板，使用本地PN码模板和接收序列进行相关运算，可以
完成码相位偏移的补偿；于此同时，本地PN码模板和接受序列进行相关的方式可以设计高
效的运算架构，实现信号序列的快速捕获。

[0077] 由上面技术方案可知，本发明实施例提供的多载波相干捕获方法，通过在完成所述多普勒偏移补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行码相位相关，完成码相位偏移的补
偿，能够完成对码相位偏移的初次搜索，码相位的第一重搜索精度较低，可以在对性能几乎
不造成影响的情况下降低硬件设计的复杂度并提升运算速度，实现低复杂度、低资源消耗
的捕获实现。

[0078] 在上述实施例的基础上，在本实施例中，所述在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面，具
体包括：

[0079] 在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并将各个子载波第二次补偿后的结果加权相加，接着求出模平方得到相干累加平面。

[0080] 在本实施例中，可以理解的是，对各个子载波进行相干合并可以为将各个子载波补偿后的结果加权相加，并对各个子载波补偿后的加权相加结果求出模平方，得到相干累
加平面，如图3所示。

[0081] 在上述实施例的基础上，在本实施例中，所述基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功，具体包括：

[0082] 基于所述相干累加平面进行判决，若与所述相干累加平面对应的相关峰超过阈值，则认为捕获成功；若与所述相干累加平面对应的相关峰没有超过阈值则认为捕获失败。

[0083] 在本实施例中，举例来说，对相干累加平面进行判决，若相关峰超过了捕获门限阈值，则认为捕获成功，若捕获结果没有超过门限，则认为捕获失败，继续执行捕获操作。

[0084] 在本实施例中，针对捕获门限需要说明的是，通常情况下有两种方式确定捕获门限，一种是恒门限判决准则，意味着门限是一个定值，是一种相对简单的处理方式，但是当
接收到的噪声功率不确定或者会随时变化的情况，恒门限难以适应。另一种是变门限判决
准则，也称作自适应门限判决准则，是一种根据输入数据灵活的调整门限的机制，通常是取
数据的均值，乘以一个固定的门限系数作为最终的判决门限。

[0085] 为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。

[0086] 1、多载波直接序列扩频发射端单载波符号速率为 ，单载波扩频比为8192，单载波码片速率为2.048Mcps，成型系数 = 0.35，单载波带宽为2.76MHz，子载波间隔 = 
4.096MHz，载波数L =  ，射频频点为2GHz。

[0087] 2、接收端模拟信号在被AD采集之后变成数字信号，首先经过数字下变频转化成基带信号。

[0088] 3、经过下变频的信号分为多路，与DDS（数字频率合成器）产生的不同频率（频率分别为 、 、3 、…、L ）的载频信号（各个载波频率与发端对应一致）相乘，后经过
根升余弦匹配滤波，与根升余弦成型滤波器卷积。

[0089] 4、完成根升余弦匹配滤波后，在各个频偏搜索单元对各个子载波的频偏进行补偿，假设频偏搜索单元对应的频偏为 ，补偿的频偏值为 。

[0090] 5、在特定通道上完成频偏搜索通道上的多普勒频偏补偿后，将本地PN码模板和接收序列进行相关，完成传输时延（码相位偏移）的“粗搜索”，此时对传输时延搜索精度为
，即 ，Tc即为扩频信号每一个扩频码片的持续时间，Rc即为码片速率Tc = 1/Rc。

[0091] 6、由于多载波各个子载波相干合并要求的码相位精度高于码相位相关，在子载波相干合并之前，对子载波的传输时延（码相位偏移）进行二次补偿，补偿精度 。

[0092] 7、将各个子载波补偿后捕获结果加权相加，求和结果进行模平方，得到相干累加平面。

[0093] 8、对相干累加平面进行判决，若相关峰超过了捕获门限，则认为捕获成功。

[0094] 本发明实施例，面向低轨卫星通信需求提出基于多载波直接序列的用户上行链路波形设计；能够应对低轨卫星通信中低信噪比的要求，并且在不对捕获性能造成影响的情
况下降低多载波相干捕获的复杂度。

[0095] 图4为本发明一实施例提供的多载波相干捕获装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：接收模块201、信号转化模块202、分路模块203、处理模块204、多普勒偏模块205、
码相位相关模块206、第二补偿模块207和确定模块208，其中：

[0096] 其中，接收模块201，用于接收多载波直接序列扩频信号；

[0097] 信号转化模块202，用于将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号；

[0098] 分路模块203，用于将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号；

[0099] 处理模块204，用于对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波；

[0100] 多普勒偏模块205，用于在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；

[0101] 码相位相关模块206，用于在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；

[0102] 第二补偿模块207，用于在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；

[0103] 确定模块208，用于基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功。

[0104] 本发明实施例提供的多载波相干捕获装置具体可以用于执行上述实施例的多载波相干捕获方法，其技术原理和有益效果类似，具体可参见上述实施例，此处不再赘述。

[0105] 基于相同的发明构思，本发明实施例提供一种电子设备，参见图5电子设备具体包括如下内容：处理器301、通信接口303、存储器302和通信总线304；

[0106] 其中，处理器301、通信接口303、存储器302通过通信总线304完成相互间的通信；通信接口303用于实现各建模软件及智能制造装备模块库等相关设备之间的信息传输；处
理器301用于调用存储器302中的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述各方法实
施例所提供的方法，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：接收多载波直接序列扩
频信号；将所述多载波直接序列扩频信号转变为数字信号，接着经过数字下变频转化成基
带信号；将经过下变频的基带信号分为多路子载波信号；对于任意一路子载波信号首先与
数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相乘，然后经过根升余弦匹配滤波；在完成所
述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多
普勒偏移补偿；在完成所述多普勒偏移补偿后，进行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；
在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位偏移进行第二次补偿，并对各个子载波
进行相干合并得到相干累加平面；基于所述相干累加平面进行判决，确定是否捕获成功。

[0107] 基于相同的发明构思，本发明又一实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法实施例
提供的方法，例如，接收多载波直接序列扩频信号；将所述多载波直接序列扩频信号转变为
数字信号，接着经过数字下变频转化成基带信号；将经过下变频的基带信号分为多路子载
波信号；对于任意一路子载波信号首先与数字频率合成器产生的不同频率的载频信号相
乘，然后经过根升余弦匹配滤波；在完成所述根升余弦匹配滤波后，对各个子载波进行并行
搜索，并对所述各个子载波的频偏进行多普勒偏移补偿；在完成所述多普勒偏移补偿后，进
行码相位相关，完成码相位偏移的补偿；在完成所述码相位相关后，对各个子载波的码相位
偏移进行第二次补偿，并对各个子载波进行相干合并得到相干累加平面；基于所述相干累
加平面进行判决，确定是否捕获成功。

[0108] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即
可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的
部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳
动的情况下，即可以理解并实施。

[0109] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该
计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指
令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施
例或者实施例的某些部分的方法。

[0110] 此外，在本发明中，诸如“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征
可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，
例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0111] 此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何
这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他
性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且
还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的
要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素
的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0112] 此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或
者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表
述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以
在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域
的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进
行结合和组合。

[0113] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范
围。