一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法技术

本发明专利技术的一个实施例公开了一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法，包括：S100、载波同步环路接收OQPSK中频数传信号并产生本地相干载波和动态辅助信号；所述本地相干载波对所述OQPSK中频数传信号进行数字下变频和匹配滤波输出两路基带数字信号；S102、位同步环路接收所述两路基带数字信号并产生脉冲信号和积分时间辅助信号，所述脉冲信号完成对接收信号在最佳时刻进行的采样判决，解调出数据信息。本发明专利技术可以完成高数据率的卫星双向时间比对OQPSK数传信号载波、数据位相位的精确同步和信息解调。进而提高频带利用效率，完成大量数据信息的实时交互，实现多站间实时的高精度时间传递。高精度时间传递。高精度时间传递。

【技术实现步骤摘要】
一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法


[0001]本专利技术涉及卫星双向时频传递
更具体地，涉及一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法。

技术介绍

[0002]高精度时间同步是时间频率量传和溯源的基础。随着国际计量局(BIPM)对快速UTC的推广，各守时实验室对于远程比对结果的实时性也提出了更高要求。卫星双向时间比对技术是一种应用广泛的高精度时间传递方式。两地面站同时向卫星发射调制时间信号，经卫星转发后两站分别接收来自对方站的信号，两地面站将接收的信号资料互换后相减，得到两站之间高精度的时间钟差。
[0003]目前，卫星双向时频传递技术多选用伪码扩频信号作为卫星双向时间比对信号，采用BPSK
‑
DS调制体制，该方法虽然测量精度较高，但其扩频后占用带宽较大，数据传输速率较低，导致远程时间比对结果的实时性能较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法。以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]本专利技术提供一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法，包括：
[0007]S100、载波同步环路接收OQPSK中频数传信号并产生本地相干载波和动态辅助信号；所述本地相干载波对所述OQPSK中频数传信号进行数字下变频和匹配滤波输出两路基带数字信号；
[0008]S102、位同步环路接收所述两路基带数字信号并产生脉冲信号和积分时间辅助信号，所述脉冲信号完成对接收信号在最佳时刻进行的采样判决，解调出数据信息。
[0009]在一个具体实施例中，所述方法还包括：
[0010]所述载波同步环路接收所述位同步环路输出的积分时间辅助信号，以防止载波同步环路在相干积分的时间内出现数据位跳变。
[0011]在一个具体实施例中，所述方法还包括：
[0012]所述位同步环路接收所述载波同步环路输出的动态辅助信号，在频率辅助下，完成对OQPSK基带数传信号数据位相位的精确跟踪，解调出实时时间比对数据信息。
[0013]在一个具体实施例中，所述方法采用基于MAP准则的OQPSK载波同步环路算法实现载波同步；
[0014]所述方法采用基于Gardner算法的位同步环路算法实现位同步。
[0015]在一个具体实施例中，
[0016]所述载波同步环路接收的OQPSK中频数传信号表示为：
[0017][0018]式(1)中，T
s
表示时钟采样周期，f
c
表示接收信号载波频率，θ表示载波初始相位，m
I
(n)、m
Q
(n)为OQPSK基带信号，表示为：
[0019][0020]式(2)中，a
i
、b
i
取值为+1、
‑
1表示两路正交数据信息，T
s
表示时钟采样周期，T表示数据周期，g(
·
)表示基带符号波形函数。
[0021]在一个具体实施例中，所述S100包括
[0022]S1000、所述输入的OQPSK中频数传信号经过正交下变频处理剥离载波；
[0023]S1002、将下变频后得到的基带信号发送给基于MAP鉴相器进行鉴相得到相位误差鉴别信号；
[0024]S1004、将所述相位误差鉴别信号输出到环路滤波器，所述环路滤波器对接收到的相位误差鉴别信号进行滤除噪声和高频分量的处理，获得锁相环频率字；
[0025]S1006、所述锁相环频率字控制锁相环NCO生成正交的两路本地相干载波，完成对OQPSK中频数传信号的载波剥离，输出OQPSK基带数传信号。
[0026]在一个具体实施例中，所述S1002包括：
[0027]设置相干积分时间为数据位周期用于消除数据位跳变对于载波相位鉴别的影响，同时接收位同步环路输入的积分时间辅助信号，以避免锁相环相干积分时间内出现数据位跳变，相干累积模块输出的信号经过乘法器和累加器，对K个输入的相干累积相乘后的结果进行相加并求平均值得到鉴别结果，对鉴别结果进行非相干累积，最后得到相位误差鉴别信号。
[0028]在一个具体实施例中，所述相干累积的输出结果如公式(3)所示：
[0029][0030]式(3)中，为接收OQPSK信号载波和本地载波的相位差，N表示相干累积时间内累积的数据个数，k＝0,1,...，表示第k+1次相干累积，m
c
(n)，m
s
(n)为下变频后输出的基带信号；
[0031]所述相位误差鉴别信号如公式(4)所示：
[0032][0033]在一个具体实施例中，所述载波同步环路的更新周期为T
renew
＝KT。
[0034]本专利技术的有益效果如下：
[0035]本专利技术提供一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法。可以完成高数据率的卫星双向时间比对OQPSK数传信号载波、数据位相位的精确同步和信息解调。进而提高频带利用效率，完成大量数据信息的实时交互，实现多站间实时的高精度时间传递。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1示出根据本专利技术一个实施例的高数据率卫星双向时间比对OQPSK数传信号解调原理框图。
[0038]图2示出根据本专利技术一个实施例的高数据率卫星双向时间比对OQPSK数传信号解调的锁相环模块原理框图。
[0039]图3示出根据本专利技术一个实施例的高数据率卫星双向时间比对OQPSK数传信号解调锁相环中基于MAP的鉴相器原理框图。
[0040]图4示出根据本专利技术一个实施例的高数据率卫星双向时间比对OQPSK数传信号解
调方法流程图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0042]根据本专利技术一个实施例的高数据率卫星双向时间比对OQPSK数传信号解调原理框图如图1所示，本专利技术一个实施例提供了一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法，所述方法流程图如图4所示，包括：
[0043]S100、载波同步环路接收OQPSK中频数传信号并产生本地相干载波和动态辅助信号；所述本地相干载波对所述OQPSK中频数传信号进行数字下变频和匹配滤波输出两路基带数字信号；
[0044]S102、位同步环路接收所述两路基带数字信号并产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于OQPSK的卫星双向时间比对数传信号解调方法，其特征在于，包括：S100、载波同步环路接收OQPSK中频数传信号并产生本地相干载波和动态辅助信号；所述本地相干载波对所述OQPSK中频数传信号进行数字下变频和匹配滤波输出两路基带数字信号；S102、位同步环路接收所述两路基带数字信号并产生脉冲信号和积分时间辅助信号，所述脉冲信号完成对接收信号在最佳时刻进行的采样判决，解调出数据信息。2.根据权利要求1所述的解调方法，其特征在于，所述方法还包括：所述载波同步环路接收所述位同步环路输出的积分时间辅助信号，以防止载波同步环路在相干积分的时间内出现数据位跳变。3.根据权利要求2所述的解调方法，其特征在于，所述方法还包括：所述位同步环路接收所述载波同步环路输出的动态辅助信号，在频率辅助下，完成对OQPSK基带数传信号数据位相位的精确跟踪，解调出实时时间比对数据信息。4.根据权利要求1所述的解调方法，其特征在于，所述方法采用基于MAP准则的OQPSK载波同步环路算法实现载波同步；所述方法采用基于Gardner算法的位同步环路算法实现位同步。5.根据权利要求1所述的解调方法，其特征在于，所述载波同步环路接收的OQPSK中频数传信号表示为：式(1)中，T
s
表示时钟采样周期，f
c
表示接收信号载波频率，θ表示载波初始相位，m
I
(n)、m
Q
(n)为OQPSK基带信号，表示为：式(2)中，a
i
、b
i
取值为+1、
‑
1表示两路正交数据信息，T
s
表示时钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艺陶，张升康，王海峰，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：