一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，它包括以下步骤：S1：射频接收模块接受来自外部的通信信号以及来自FPGA的增益控制信号，经过转换之后发送给中频滤波模块；S2：中频滤波模块对来自射频接收模块输入的信号进行中频滤波，并发送给ADC；S3：ADC接收来自中频滤波模块输出的信号，经过转换之后发送给FPGA；S4：FPGA对信号进行处理后，通过内部接口输出调解数据，FPGA还向射频接收模块输出增益控制信号。本发明专利技术对可遥测、遥控、数传的无人机的系统中的地空窄带信号通信子系统进行完善，提供一种资源损耗低的、数据处理精确的用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法。
技术介绍
无人机具有费效比低、零伤亡和部署灵活等优点，可以帮助甚至是代替人类在很多场景中发挥作用，如灾后的人员搜救、基础设施监察等。无论在民用还是军用领域，无人机均有着广阔的应用和发展前景。可遥测、遥控、数传的无人机的系统包括空-地双向通信和地-地双向通信两部分，按照传输数据类型进行划分，可分为宽带信号通信和窄带信号通信两种类型，其中宽带信号为无人机侦察图像数据传输业务和无人机遥测业务，窄带信号为手持终端与无人机间遥控通信业务，手持终端与车载终端间通信业务。而窄带通信中很重要的一个环节就是它的接收终端，接收终端包括无人机终端。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种资源损耗低的、数据处理精确的用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，它包括以下步骤：S1：射频接收模块接受来自外部的通信信号以及来自FPGA的增益控制信号，经过转换之后发送给中频滤波模块；S2：中频滤波模块对来自射频接收模块输入的信号进行中频滤波，并发送给ADC；S3：ADC接收来自中频滤波模块输出的信号，经过转换之后发送给FPGA；S4：FPGA对信号进行处理后，通过内部接口输出调解数据，FPGA还向射频接收模块输出增益控制信号。所述的步骤S4包括以下子步骤：S41：FPGA中的下变频模块对来自ADC的输入进行下变频处理，并输出至小数抽取模块；S42：小数抽取模块对接收到的基带信号进行小数倍抽取，输出信号样值至粗频偏校正模块；S43：粗频偏校正模块对多倍符号采样率的输入信号进行获取粗频偏信息处理，并输出信息至窄带滤波模块；S44：窄带滤波模块滤除残余的带外噪声，输出至位同步模块；S45：位同步模块对输入信号进行位同步处理，输出信号至精频偏同步模块；S46：精频偏同步模块使用数字锁相环进行载波同步，完成基本的同步解调，输出信号至译码/判决模块；S47：译码/判决模块接收信号进行卷积译码，保证整体的解调信噪比，并输出至解交织模块；S48：解交织模块进行缓冲读写，之后将信号输出至匀速缓冲模块；S49：匀速缓冲模块将解调数据通过内部接口进行匀速输出。所述的步骤S41包括以下子步骤：S411：正交混频电路接收来自ADC的输入以及数控振荡电路的输入，输出I、Q两路信号至低通滤波电路，所述的数控振荡电路采用CORDIC算法；S412：低通滤波模块对输入信号进行低通滤波后输出至小数抽取模块。所述的步骤S43包括以下子步骤：由于解扩后信号带宽只有180kHz左右，而最高多普勒频偏达3kHz，在某些干扰情况下，频偏可能会超出常规的锁相环捕获带之外，所以这里将载波同步部分拆分成“粗频偏校正”和“精频偏同步”两个环节。S431：正交混频电路接收来自小数抽取模块输入的多倍符号采样率信号，并输出至消除调制信息模块；S432：消除调制信息模块消除调制信息，获得单音频点信息；S433：FFT模块对单音频点信息进行快速傅立叶变换，并输出至谱线峰值搜索模块；S434：谱线峰值搜索模块进行峰值搜索，获取粗频偏信息，并输出至计算频偏模块；S435：计算频偏模块对粗频偏信息进行计算，判断是否需要继续进行校正：（1）若后续几次FFT得到的粗频偏消息接近，峰值足够，则将结果依次输出至数控振荡模块和正交混频模块之后，直接输出至窄带滤波模块；（2）其它情况下，认为系统失步，将结果依次输出至数控振荡模块、正交混频模块和消除调制信息模块之后返回步骤S432。所述的步骤S45包括以下子步骤：S451：将从窄带滤波模块输入数据进行gardner位定时误差估计，得到瞬时误差值；S452：环路滤波器滤除高频噪声；S453：驱动数控振荡电路产生定时内插使能及内插参数；S454：对数据进行定时内插，得到准确的码元判决点；S455：通过输出缓冲电路输出结果至频偏同步模块。所述的步骤S46包括以下子步骤：S461：正交混频电路对从位同步模块输入信号进行正交混频，输出信号至相位误差估计电路；S462：相位误差估计电路进行相位估计，输出信号至环路滤波电路；S463：环路滤波电路进行滤波，输出至数控振荡电路；S464：数控振荡电路输出信号至正交混频电路，所述的数控振荡电路采用DDS算法；S465：正交混频电路输出信号至译码/判决模块。步骤S47所述的卷积译码使用维特比软判决算法。所述的步骤S49包括以下子步骤：S491：数据缓冲模块接收从解交织模块输入的数据以及时钟，输出信号至缓冲量检测模块；S492：缓冲量检测模块对数据缓冲模块的缓冲量进行监测，同时输出信号至环路滤波模块；S493：环路滤波模块进行滤波后，输出信号至数控振荡模块；S494：数控振荡模块有两路输出，一路输出时钟，一路输出信号控制数据缓冲模块；S495：数据缓冲模块输出数据。本专利技术的有益效果是：1）ADC输入的信号经过下变频得到基带信号，下变频中的数控振荡电路使用CORDIC算法实现，仅消耗少量的寄存器和加法器资源，不消耗RAM，资源损耗基本上可以忽略不计；（2）基带信号进行小数倍抽取，得到4倍码元速率的信号样值，再进行匹配滤波，这样做的好处是利于匹配滤波系数的计算；（3）由于解扩后信号带宽只有180kHz左右，而最高多普勒频偏达3kHz，在某些干扰情况下，频偏可能会超出常规的锁相环捕获带之外，所以这里将载波同步部分拆分成“粗频偏校正”和“精频偏同步”两个环节；（4）由于频偏较大，DDC，实施的是稍微宽带的滤波，保证信号谱不受损坏；（5）在粗频偏校正完成后，再进行一次窄带滤波，进一步滤除残余的带外噪声；（6）窄带信号的信号带宽较小，不再使用SCFDE等均衡技术，节约成本；（7）判决后的比特信息经过信道译码，得到纠错后的结果，为了支持遥测的精确时标，解调数据将进行匀速输出；（8）由于前面几点，本专利技术便可适用于一种可遥测、遥控、数传的无人机的地空窄带通信系统的接收终端方法，接收终端包括无人机终端。 附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2为步骤S4子步骤流程图；图3为实施例实现步骤S41的下变频模块结构示意图；图4为实施例实现步骤S43的粗频偏校正模块结构示意图；图5为实施例实现步骤S45的位同步模块结构示意图；图6为实施例实现步骤S46的精频偏同步模块结构示意图；图7为实施例实现步骤S49的匀速缓冲模块结构示意图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案：如图1所示，一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，它包括以下步骤：S1：射频接收模块接受来自外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1：射频接收模块接受来自外部的通信信号以及来自FPGA的增益控制信号，经过转换之后发送给中频滤波模块；S2：中频滤波模块对来自射频接收模块输入的信号进行中频滤波，并发送给ADC；S3：ADC接收来自中频滤波模块输出的信号，经过转换之后发送给FPGA；S4：FPGA对信号进行处理后，通过内部接口输出调解数据，FPGA还向射频接收模块输出增益控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1：射频接收模块接受来自外部的通信信号以及来自FPGA的增益控制信号，经过转换之后发送给中频滤波模块；
S2：中频滤波模块对来自射频接收模块输入的信号进行中频滤波，并发送给ADC；
S3：ADC接收来自中频滤波模块输出的信号，经过转换之后发送给FPGA；
S4：FPGA对信号进行处理后，通过内部接口输出调解数据，FPGA还向射频接收模块输出增益控制信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，其特征在于：所述的步骤    S4包括以下子步骤：
S41：FPGA中的下变频模块对来自ADC的输入进行下变频处理，并输出至小数抽取模块；
S42：小数抽取模块对接收到的基带信号进行小数倍抽取，输出信号样值至粗频偏校正模块；
S43：粗频偏校正模块对多倍符号采样率的输入信号进行获取粗频偏信息处理，并输出信息至窄带滤波模块；
S44：窄带滤波模块滤除残余的带外噪声，输出至位同步模块；
S45：位同步模块对输入信号进行位同步处理，输出信号至精频偏同步模块；
S46：精频偏同步模块使用数字锁相环进行载波同步，完成基本的同步解调，输出信号至译码/判决模块；
S47：译码/判决模块接收信号进行卷积译码，保证整体的解调信噪比，并输出至解交织模块；
S48：解交织模块进行缓冲读写，之后将信号输出至匀速缓冲模块；
S49：匀速缓冲模块将解调数据通过内部接口进行匀速输出。
3.根据权利要求2所述的一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，其特征在于：所述的步骤S41包括以下子步骤：
S411：正交混频电路接收来自ADC的输入以及数控振荡电路的输入，输出I、Q两路信号至低通滤波电路，所述的数控振荡电路采用CORDIC算法；
S412：低通滤波模块对输入信号进行低通滤波后输出至小数抽取模块。
4.根据权利要求2所述的一种用于无人机地空窄带通信系统的接收终端方法，其特征在于：所述的步骤S43包括以下子步骤：
S431：正交混频电路接收来自小数抽取模块输入的多倍符号采样率信号，并输出至消除调制信息模块；
S432：消除调制信息模块消除调制信息，获得单音频点信息；
S433：FFT模块对单音频点信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙宁，李亚斌，张澜，张星星，
申请(专利权)人：成都中远信电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51