基于截断伪码分段的扩频信号捕获算法设计

来源：电子测量技术杂志2025年第22期北京时间：

作者：刘文重，吕雨桦，汤瑞新，李迎春，张俊杰

单位：上海大学特种光纤与光接入网重点实验室 上海 200444

摘要：针对星地测控系统中DSSS信号捕获技术面临的多普勒频移、数据比特跳变及宽扩频因子适应性难题，本文提出一种基于截断伪码分段的联合捕获算法。通过构建截断伪码分段并行相关架构与N段时域聚合策略，结合快速傅里叶变换频偏估计实现二维联合搜索，有效抑制多普勒频移(±800 kHz)及比特跳变引起的相关峰衰减。硬件架构优化方面，解析截断伪码段间采样分布规律，重构并行相关器资源分配，使乘法器资源消耗较传统二段式方案降低73%。仿真实验表明，在扩频因子为12的低扩频场景下，当截断参数N=32时，扩频码片信噪比-18 dB时相关峰-噪声差扩大9倍，捕获概率达89%(虚警概率≤2.5×10-5)。相同条件下的FPGA实测验证显示，捕获概率稳定于85%以上。该方案通过动态可调截断参数设计，解决了高动态速率切换场景中传统固定架构的局限性，为星载设备的小型化及高动态弱信号捕获提供了兼具高性能与低复杂度的工程解决方案。

关键词：扩频信号捕获;伪码分段;FPGA