一种导航信号扩频码的优选方法
【专利摘要】本发明属于卫星导航【技术领域】，公开了一种导航信号扩频码优选方法，该方法在待优选码族码长与目标码长不相等的情况下，通过计算截短码的平衡性和最大奇偶自相关旁瓣来确定截断点，并根据最大奇偶自相关旁瓣，干扰参数，最大频谱幅度，最大奇偶互相关进一步优选，与现有技术相比，码长的选取更自由，奇相关的考虑也更符合实际应用情况，可以得到性能较好的扩频码，在不改变卫星导航系统软硬件设计方案和不增加系统建设成本的条件下，提高卫星导航系统的性能。
【专利说明】一种导航信号扩频码的优选方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星导航【技术领域】，更具体地，涉及一种导航信号扩频码的优选方法。【背景技术】
[0002]在基于码分多址的卫星导航系统中，用户接收机通过导航信号中的扩频码来区分不同卫星的信号并进行导航定位，而民用信号领域互操作进程的加速，使得不同卫星导航系统之间的互操作信号采用功率谱特征相同的调制方式，因此不同系统之间互操作信号的隔离依赖于扩频码，所以研究改进的扩频码优选方法对于提升导航系统性能，改善系统兼容性，促进卫星导航系统的建设有重要作用。
[0003]GPS较新的信号分量LlC的主码码长为10230，码型为Weil码，通过自互相关性能的筛选而得到。而与GPSLlC采用Weil码不同，Galileo的ElOS和E6C采用Random码。Random码是基于存储的序列，它没有固定的产生模式，是从2Mn种(M为码序列个数，η为码长)可能的排列中挑选出来的。
[0004]现有技术分析了码平衡性，最大自相关旁瓣，最大互相关和最大频谱幅度对系统性能的影响，提出根据指标的权重值和在这4个指标上扩频码的计算值来计算各个扩频码的加权计算值，选取加权计算值小的扩频码为最优。该方法只描述了待优选码集合码长等于目标码集合码长的情况，但实际应用中待优选码集合码长往往不能直接取目标码长。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种码长可以自由选取、更符合实际应用情况且性能较好的扩频码的导航信号扩频码的优选方法。
[0006]本发明实施例提供的导航信号扩频码的优选方法包括下述步骤:
[0007]S1:判断扩频码集合M的码长L是否等于目标码长LT，若是，则进入步骤S3，若否，则进入步骤S2 ；
[0008]S2:对扩频码集合M中N个扩频码进行截短，并根据扩频码的平衡性和奇偶自相关最大旁瓣获得N个最佳截短码并构成待优化码集合Ml ;其中N的大小由码型和码长决定；
[0009]S3:根据待优化码集合Ml中所有扩频码的最大奇偶自相关旁瓣、干扰参数和最大频谱幅度以及设定的累积概率获得待优化码集合M2，M2中包括N'个扩频码；其中N'〈N，Ni的大小与步骤S33中累积概率a的取值直接挂钩；
[0010]S4:计算待优化码集合M2中N'个扩频码的两两奇偶互相关，并得到N'个扩频码的两两最大奇偶互相关；
[0011]S5:将两两最大奇偶互相关中最小值对应的一对扩频码作为种子码，并得到初始码集合code = {codel, code2};其中code为当前的码集合，codel和code2分别为初始化的两个码；codel和Code2是码集合M3的初始化种子码，由这两个码然后根据S6和S7两个步骤就可以得到码集合M3。
[0012]S6:在待优化码集合M2剩余的K -2个扩频码中每个码都与codel和code2分别存在一个最大奇偶互相关{ai,bf }1≤ i ≤N' -2，取{ai,bf }中较大的那个值作为比较参数Ci,则得到一个集合{c1, C2,... ,cN'-2}；
[0013]S7:取集合中最小值对应的码序列作为code3，并将Code3添加进初始码集合得到code = {codel, code2, code3},并以此类推,直到code集合中元素个数等于设定的个数N"时，得到大小为N"的最终码集合M3;其中N"〈N，具体N"大小的设定与该系统发射的卫星数目有关。
[0014]作为更进一步优选地，步骤S3具体包括:
[0015]S31:依次计算待优化码集合Ml中所有扩频码的最大奇偶自相关旁瓣，干扰参数和最大频谱幅度；
[0016]S32:将N个扩频码的最大奇偶自相关旁瓣，干扰参数和最大频谱幅度分别构成旁瓣集合 S1 = [max AC1, max AC2,..., max ACn],干扰集合 S2 = [IP1, IP2,..., IPN]和频谱集合 S3 = [Maxspec1, Maxspec2,..., MaxspecNJ ；
[0017]S33:将集合中的元素从小到大排列，并根据设定的累积概率选取扩频码，得到待优化码集合M2，码集合大小为N'。
[0018]作为更进一步优选地，在步骤S31中，根据公式
【权利要求】
1.一种导航信号扩频码的优选方法，其特征在于，包括下述步骤: 51:判断扩频码集合M的码长L是否等于目标码长LT，若是，则进入步骤S3，若否，则进入步骤S2 ； 52:对扩频码集合M中N个扩频码进行截短，并根据扩频码的平衡性和奇偶自相关最大旁瓣获得N个最佳截短码并构成待优化码集合Ml ； 53:根据待优化码集合Ml中所有扩频码的最大奇偶自相关旁瓣、干扰参数和最大频谱幅度以及设定的累积概率获得待优化码集合M2，M2中包括N'个扩频码； S4:计算待优化码集合M2中N'个扩频码的两两奇偶互相关，并得到N'个扩频码的两两最大奇偶互相关； 55:将两两最大奇偶互相关中最小值对应的一对扩频码作为种子码，并得到初始码集合code = {codel, code2};其中code为当前的码集合，codel和code2分别为初始化的两个码； 56:在待优化码集合M2中剩余的K -2个扩频码中每个码都与codel和code2分别存在一个最大奇偶互相关{aJJ，取{aJJ中较大的那个值作为比较参数Ci，则得到一个集合 Ic1, C2, , Cn, _2} ;1 ≤ i ≤ N' -2 57:取集合Ic1, C2, , cN, _2}中最小值对应的码序列作为code3,并将code3添加进初始码集合得到code = {codel,code2,code3},并以此类推,直到code集合中元素个数等于设定的个数N"时，得到大小为N"的最终码集合M3。
2.如权利要求1所述的优选方法，其特征在于，步骤S3具体包括: 531:依次计算待优化码集合Ml中所有扩频码的最大奇偶自相关旁瓣，干扰参数和最大频谱幅度； 532:将N个扩频码的最大奇偶自相关旁瓣，干扰参数和最大频谱幅度分别构成旁瓣集合 S1 = [max AC1, max AC2,..., max ACn],干扰集合 S2 = [IP1, IP2,..., IPn]和频谱集合S3 = [Maxspec1, Maxspec2,..., MaxspecJ ； 533:将集合中的元素从小到大排列，并根据设定的累积概率选取扩频码，得到待优化码集合M2，码集合M2大小为N'。
3.如权利要求2所述的优选方法，其特征在于，在步骤S31中，根据公式
4.如权利要求3所述的优选方法,其特征在于,在步骤S31中，根据公式maxspec=max (I FT (C (η)))计算最大频谱幅度maxspec, FT (C (η))表示序列C (η)的傅里叶变换。
【文档编号】H04B1/707GK103580717SQ201310487293
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】唐祖平, 魏蛟龙, 夏轩, 石建峰 申请人:华中科技大学