目录
- 引言
- 信号体制
- 相位编码格式
- 信号捕获原理
- 代码及仿真结果
引言
本文首先介绍了Loran-C信号的时域波形及编码方式，然后描述了信号的捕获及相位匹配原理，包括相关运算和并行码相位搜索，最后给出信号及捕获算法仿真及结果。
信号体制
Loran-C发射机的发射信号为周期性脉冲组，信号载波频率为100kHz，载波周期为10μs，包络为钟形脉冲，具有陡峭的上升特性，其中Loran-C脉冲的表达式为：
式中，A为与天线电流峰值有关的归一化常数，单位为安培；t为时间，单位为μs；
为包络的时间起点与载波时间起点的差值，称为包周差（Envelope Cycle Difference，ECD），单位为μs；PC为相位编码参数，单位为弧度（rad），当脉冲的相位编码为正时，PC=0，当脉冲相位编码为负时，PC=
。Loran-C单脉冲信号的时域波形及其包络如图1所示：
由图1可以看出，100kHz载波的周期为10μs，在距离脉冲起始点30μs处，即载波的第三周期正向过零点处，包络归一化幅度大于0.5，能够获得较高的电平利用率，因此，Loran-C系统规定该点为Loran-C脉冲信号的时间参考点，也称为标准过零点。
相位编码格式
Loran-C系统的发射台分为主台和副台，各台站发射周期性脉冲组信号，按照每周期8个脉冲的方式依次发射，脉冲间隔为1ms，其中主台信号在第8个脉冲后间隔2ms会增加一个额外脉冲，作为告警标识。各个脉冲具有不同的相位编码，并且Loran-C系统将信号的发射周期按照奇数和偶数进行分类，并采用二周期互补码，即奇数周期发射原码，偶数周期发补码，Loran-C系统的相位编码如表1所示：
| 主台码 | 副台码 | |
|---|---|---|
| 奇数周期 | + + - - + - + - | + + + + + - - + |
| 偶数周期 | + - - + + + + + | + - + - + + - - |
信号捕获原理
上节介绍了罗兰C信号的发射格式及相位编码，通过相位编码匹配，可以得到信号的粗略到达时间，即完成信号的捕获。
在对主台信号进行检测时，假设本地的主台信号码为：
副台信号码为：
本地信号编码为：
其中R为一个GRI的数据点数。
其中，主台码的相关函数分别为：
副台码的相关函数分别为：
然后对主台信号相关输出进行相乘运算，对副台信号相关输出进行相加运算，得到主副台的相关函数分别为Rm和Ri。
代码及仿真结果
完整项目代码见文末
%Loran-C信号仿真
j=zeros(1,1);
x1=j; x2=j;
fs=1e6;
T=1e6/fs;
for i=0:T:300 %单位是us
x1=((i)/65).^2;
x2=exp(2*(0-(i)/65));
x3=sin(0.2*pi*i);
j=j+1;
y(j)=x1*x2*x3;
end
%捕获测试
SNR = 20;
r1=awgn(loran,SNR);
r2=awgn(loranf,SNR);
[zz1,zz2,zz3]=para_code_search(fs,74300e-6,r1);
[z1,z2,z3]=para_code_search(fs,74300e-6,r2);
cz=find(zz1==max(zz1));
cf=find(z2==max(z2));
完整代码分为多个文件，数量较多，无法放在文章中。完整代码在公众号（沸腾的火锅资源号）中自取。
