基于VDE的多通道信道检测的处理系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于VDE的多通道信道检测的处理系统，包括突发能量检测模块、帧头合路存储模块、高速频率相关补偿模块、开环定时与相位检测模块、双正交译码和判决模块、有效通道选择模块、解调器组模块和合路组包输出模块。本发明专利技术通过基于VDE通信协议机制的多通道VDE信道检测处理系统大幅减少了接收解调器的数量，减轻了接收系统的硬件压力，对VDE海空目标信号多通道接收具有十分重要的意义与十分广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于VDE的多通道信道检测的处理系统
本专利技术涉及一种基于VDE的多通道信道检测的处理系统。
技术介绍
随着海事通信技术的发展，为了解决现有船舶AIS通信系统在某些区域时隙冲突严重，通信速率低的瓶颈，国际航标组织(IALA)提出了船舶的VDE通信系统，并在VDE系统中增加了卫星与船舶的通信链路，以满足近海和远海船舶的不同需求，为未来复杂、多功能的海上通信应用打下了基础。基于VDE系统中的卫星船舶，可通过时分、频分和码分多址的方式来协调区域内的船舶通信，避免小区内的消息碰撞。对于星载接收机而言，由于海空目标信号传输距离长、链路损耗大，卫星接收到的海空目标信号信噪比低，对解调算法的性能和复杂度要求高，导致解调资源占用较大。且由于星载接收机能覆盖许多小区，需采用窄带多波束技术进行空间分割，以减少多小区间的消息碰撞和冲突。而常规的多波束接收技术需要卫星对每一路波束接收信号都进行高性能接收解调，这对卫星接收和解调的硬件资源需求提出了很高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于VDE的多通道信道检测的处理系统。为解决上述问题，本专利技术提供一种基于VDE的多通道信道检测的处理系统，包括：突发能量检测模块、帧头合路存储模块、高速频率相关补偿模块、开环定时相位检测模块、双正交译码和判决模块、有效通道选择模块、解调器组模块和合路组包输出模块，其中：所述突发能量检测模块，用于接收多通道VDE中频下变频和滤波抽取后的信号，用双滑动窗口法检测能量，估算突发信号的粗起始位置，并传给所述帧头合路存储模块；所述帧头合路存储模块，用于根据所述粗起始位置截取帧头信号，进行FIFO存储和合路，然后依次传给所述高速频率相关补偿模块；所述高速频率相关补偿模块，用于采用单路高速频率相关器分时进行帧头同步字的频率相关，进行频率补偿，并记录帧头精确起始位置，送给开环定时相位检测模块；所述开环定时与相位检测模块，用于对所述高速频率相关补偿模块输出的频率补偿后的帧头信号进行快速PI/4QPSK解调，送给双正交译码和判决模块；所述双正交译码和判决模块，用于对解调数据进行双正交译码，根据译码结果判断是否选择该帧信号送给所述有效通道选择模块；所述有效通道选择模块，用于根据译码后正确的连接配置ID号选择对应通道的数据帧和数据长度，并开启所述解调器组模块中的一个；所述解调器组模块，用于对送入的数据帧进行并行解调，并行解调器组输出的数据送给了合路组包模块进行合路和组包，通过接口送给后续VDE协议层模块。进一步的，在上述系统中，所述突发能量检测模块，用于采用GPS的UTC帧头时刻范围估计和双滑动窗口结合的处理方法，根据卫星到船的最大和最小距离，评估出卫星上行突发信号最大延时和最小延时的差值ΔT，只对每个时隙开始时刻的ΔT数据进行双滑动窗口法检测。进一步的，在上述系统中，所述高速频率相关补偿模块，用于采用单路高速频率相关器分时对多路信号的帧头进行帧头同步字频率相关，根据相关峰值确定帧头信号补偿频率和帧头精细起始位置，然后依次对每路帧头信号进行频率补偿和帧头精细起始位置输出，送给开环定时和相位检测模块。进一步的，在上述系统中，所述开环定时与相位检测模块，包括开环符号定时器和相位检测器两部分，用于对所述高速频率相关补偿模块输出的频率补偿后的帧头信号进行PI/4QPSK解调。进一步的，在上述系统中，所述开环符号定时器采用开环O&M估计器进行定时，所述相位检测器采用开环M-power相位检测器进行相位检测，经快速定时和相位检测后的信号送给所述双正交译码和判决模块。进一步的，在上述系统中，所述解调器组模块，用于根据有效通道选择输出的有效数据帧依次进行并行解调，该解调器组的解调器个数M根据评估的覆盖区域通信机制和容量选择，其值远小于多通道输入的路数N。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术提供了一种可应用于卫星接收或者地面岸站网关接收的处理系统，结合VDE的协议层应用场景主要是半双工的工作模式，且终端设备可根据信道质量评估，尽可能的选择高阶调制方式传输数据，减少时隙占用，使得该系统能够在多通道中频输入的条件下，采用快速高效的频率相关和开环同步信道检测技术快速扫描各路通道的帧头前导码，以迅速提取出有效的突发帧数据，从而减少了VDE接收处理延时和后端解调器的数量，即减少了所需的硬件需求和功耗，提升了多通道接收系统的综合处理能力。附图说明图1是本专利技术一实施例的基于VDE的多通道信道检测的处理系统的框架示意图；图2是本专利技术一实施例的O&M符号定时估计器组成框图；图3是本专利技术一实施例的M-power相位检测组成框图；图4是本专利技术一实施例的高速频率相关的FPGA在线测试的波形结果图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术一实施例的基于VDE的多通道信道检测的处理系统的框架示意图；图2是本专利技术一实施例的O&M符号定时估计器组成框图；图3是本专利技术一实施例的M-power相位检测组成框图；图4是本专利技术一实施例的高速频率相关的FPGA在线测试的波形结果图。如图1所示，本专利技术提供一种基于VDE的多通道信道检测的处理系统，包括：突发能量检测模块、帧头合路存储模块、高速频率相关补偿模块、开环定时相位检测模块、双正交译码和判决模块、有效通道选择模块、解调器组模块和合路组包输出模块，其中：所述突发能量检测模块，用于接收多通道VDE中频下变频和滤波抽取后的信号，用双滑动窗口法检测能量，估算突发信号的粗起始位置，并传给所述的帧头合路存储模块；所述帧头合路存储模块，用于根据所述粗起始位置截取帧头信号，进行FIFO存储和合路，然后依次传给所述高速频率相关补偿模块；所述高速频率相关补偿模块，用于采用单路高速频率相关器分时进行帧头同步字的频率相关，进行频率补偿，并记录帧头精确起始位置，送给开环定时相位检测模块；所述开环定时与相位检测模块，用于对所述高速频率相关补偿模块输出的频率补偿后的帧头信号进行快速PI/4QPSK解调，送给双正交译码和判决模块；所述双正交译码和判决模块，用于对解调数据进行双正交译码，根据译码结果判断是否选择该帧信号送给后面的有效通道选择模块；所述有效通道选择模块，用于根据译码后正确的连接配置ID号选择对应通道的数据帧和数据长度，并开启所述解调器组模块中的一个；所述解调器组模块，用于对送入的数据帧进行并行解调，并行解调器组输出的数据送给了合路组包模块进行合路和组包，通过接口送给后续VDE协议层模块。本专利技术的基于VDE的多通道信道检测的处理系统一实施例中，所述突发能量检测模块，用于采用GPS的UTC帧头时刻范围估计和双滑动窗口结合的处理方法，根据卫星到船的最大和最小距离，评估出卫星上行突发信号最大延时和最小延时的差值ΔT，只对每个时隙开始时刻的ΔT数据进行双滑动窗口法检测。本专利技术的基于VDE的多通道信道检测的处理系统一实施例中，所述高速频率相关补偿模块，用于采用单路高速频率相关器分时对多路信号的帧头进行帧头同步字频率相关，根据相关峰值确定帧头信号补偿频率和帧头精细起始位置，然后依次对每路帧头信号进行频率补偿和帧头精细起始位置输出，送给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于VDE的多通道信道检测的处理系统，其特征在于，包括：突发能量检测模块、帧头合路存储模块、高速频率相关补偿模块、开环定时相位检测模块、双正交译码和判决模块、有效通道选择模块、解调器组模块和合路组包输出模块，其中：所述突发能量检测模块，用于接收多通道VDE中频下变频和滤波抽取后的信号，用双滑动窗口法检测能量，估算突发信号的粗起始位置，并传给所述帧头合路存储模块；所述帧头合路存储模块，用于根据所述粗起始位置截取帧头信号，进行FIFO存储和合路，然后依次传给所述高速频率相关补偿模块；所述高速频率相关补偿模块，用于采用单路高速频率相关器分时进行帧头同步字的频率相关，进行频率补偿，并记录帧头精确起始位置，送给开环定时相位检测模块；所述开环定时与相位检测模块，用于对所述高速频率相关补偿模块输出的频率补偿后的帧头信号进行快速PI/4QPSK解调，送给双正交译码和判决模块；所述双正交译码和判决模块，用于对解调数据进行双正交译码，根据译码结果判断是否选择该帧信号送给所述有效通道选择模块；所述有效通道选择模块，用于根据译码后正确的连接配置ID号选择对应通道的数据帧和数据长度，并开启所述解调器组模块中的一个；所述解调器组模块，用于对送入的数据帧进行并行解调，并行解调器组输出的数据送给了合路组包模块进行合路和组包，通过接口送给后续VDE协议层模块。...

【技术特征摘要】
1.一种基于VDE的多通道信道检测的处理系统，其特征在于，包括：突发能量检测模块、帧头合路存储模块、高速频率相关补偿模块、开环定时相位检测模块、双正交译码和判决模块、有效通道选择模块、解调器组模块和合路组包输出模块，其中：所述突发能量检测模块，用于接收多通道VDE中频下变频和滤波抽取后的信号，用双滑动窗口法检测能量，估算突发信号的粗起始位置，并传给所述帧头合路存储模块；所述帧头合路存储模块，用于根据所述粗起始位置截取帧头信号，进行FIFO存储和合路，然后依次传给所述高速频率相关补偿模块；所述高速频率相关补偿模块，用于采用单路高速频率相关器分时进行帧头同步字的频率相关，进行频率补偿，并记录帧头精确起始位置，送给开环定时相位检测模块；所述开环定时与相位检测模块，用于对所述高速频率相关补偿模块输出的频率补偿后的帧头信号进行快速PI/4QPSK解调，送给双正交译码和判决模块；所述双正交译码和判决模块，用于对解调数据进行双正交译码，根据译码结果判断是否选择该帧信号送给所述有效通道选择模块；所述有效通道选择模块，用于根据译码后正确的连接配置ID号选择对应通道的数据帧和数据长度，并开启所述解调器组模块中的一个；所述解调器组模块，用于对送入的数据帧进行并行解调，并行解调器组输出的数据送给了合路组包模块进行合路和组包，通过接口送给后续VDE协议层模块。2.如权利要求1所述的基于VDE的多通道信道检测的处理系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：向前，李惠媛，罗小成，姚崇斌，叶曦，周少骞，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31