突发信号差分相关捕获方法、系统及卫星网络通信MF-TDMA接收机技术方案

本发明专利技术公开了一种突发信号差分相关捕获方法、系统及卫星网络通信MF

【技术实现步骤摘要】
突发信号差分相关捕获方法、系统及卫星网络通信MF
‑
TDMA接收机


[0001]本专利技术涉及一种突发信号差分相关捕获方法、系统及卫星网络通信MF
‑
TDMA接收机。

技术介绍

[0002]卫星突发通信MF
‑
TDMA系统返向链路接收机中，随机突发信号捕获是必不可少的重要环节。卫星突发通信中突发信号包含特有的前导序列，捕获过程即为前导序列的检测过程，业界大多数采用接收信号与本地已知序列差分相关，判断相关峰是否达到门限值。对于随机突发信号，如何快速捕获帧头，实现信号传输的同步，是降低处理时延、可靠传输的关键技术。
[0003]如专利公布号：CN 113872909 A公开了一种低轨卫星物联网短时突发载波捕获方法及系统。该方法将每次滑动后的接收信号中前导序列部分a与本地序列b做相关运算得到相关信号c。该专利为了判断当前信号帧头是否对齐，将经过滑动后的接收信号中前导序列部分a与本地序列b做相关，得到相关序列c，即：c＝a*conj(b)。该专利所采用的技术手段同目前业界大多数做法类似，通过利用乘法器实现信号的差分相关。但是在具体工程实施上，会消耗部分硬件乘法器资源，且前导序列越长，消耗的乘法器资源越多。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种突发信号差分相关捕获方法，以解决现有随机突发信号捕获过程中，需要消耗大量的乘法器资源的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种突发信号差分相关捕获方法，包括：
[0006]定义QPSK调制的符号函数；
[0007]将符号函数作用于接收到的随机突发信号，得到特征符号a；将符号函数作用于本地已知序列信号，得到特征符号b；
[0008]将特征符号a和特征符号b做差分相关运算，得到可查询的相关信号c；
[0009]对特征符号a采用滑动窗口依次滑动取样，将每次滑动后的特征符号a与特征符号b做差分相关运算，然后通过查询的相关信号c得到相应的差分相关值；
[0010]将一个窗口内得到的差分相关值进行累加，并判断差分相关的累加值是否达到设计门限值，若是，则捕获过程结束；否则，继续滑动接收突发信号窗口，重新计算差分相关的累加值。
[0011]进一步地，符号函数为：
[0012][0013]其中，sign(y
I
[k])和sign(y
Q
[k])是sign(y[k])的实部和虚部，sign(
·
)是符号函
数，定义如下：
[0014][0015]一种突发信号差分相关捕获系统，包括随机突发信号前导符号调制单元、位移寄存器、并行共轭差分器和帧头检测单元；随机突发信号前导符号调制单元用于定义QPSK调制的符号函数；然后将符号函数作用于接收到的随机突发信号，得到特征符号a；将符号函数作用于本地已知序列信号，得到特征符号b；将特征符号a和特征符号b做差分相关运算，得到可查询的相关信号c；位移寄存器用于对特征符号a采用滑动窗口依次滑动取样；并行共轭差分器用于将每次滑动后的特征符号a与特征符号b做差分相关运算，然后通过查询的相关信号c得到相应的差分相关值；帧头检测单元用于将一个窗口内得到的差分相关值进行累加，并判断差分相关的累加值是否达到设计门限值，若是，则捕获过程结束；否则，继续滑动接收突发信号窗口，重新计算差分相关的累加值。
[0016]一种卫星网络通信MF
‑
TDMA接收机，包括下变频模块、DDC模块、随机突发信号捕获模块及突发信号解调模块；下变频模块，用于将载波信号下变频为基带信号；DDC模块，用于将基带信号下采样的到4倍符号速率；随机突发信号捕获模块，用于根据上述突发信号差分相关捕获方法捕获突发帧帧头；突发信号解调模块，用于根据捕获到的突发帧帧头实现载波同步及软解映射。
[0017]本专利技术的有益效果为：将传统MF
‑
TDMA系统返向接收机随机信号差分相关捕获优化为无乘法器实现差分相关捕获，简化了工程实现，节省了硬件的乘法器资源。并且，本申请中的随机突发信号前导符号采用的QPSK调制，具备良好的自相关性，与幅度大小无关，性能损失可忽略。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本专利技术一个实施例的卫星网络通信MF
‑
TDMA接收机的原理图；
[0020]图2为现有随机突发信号捕获模块的原理图；
[0021]图3为本专利技术一个实施例的随机突发信号捕获模块的原理图。
具体实施方式
[0022]本专利技术公开了一种突发信号差分相关捕获方法，该捕获方法包括以下步骤：
[0023]S1：定义QPSK调制的符号函数；
[0024]S2：将符号函数作用于接收到的随机突发信号，得到特征符号a；将符号函数作用于本地已知序列信号，得到特征符号b；
[0025]S3：将特征符号a和特征符号b做差分相关运算，得到可查询的相关信号c；
[0026]S4：对特征符号a采用滑动窗口依次滑动取样，将每次滑动后的特征符号a与特征
符号b做差分相关运算，然后通过查询的相关信号c得到相应的差分相关值；
[0027]S5：将一个窗口内得到的差分相关值进行累加，并判断差分相关的累加值是否达到设计门限值，若是，则捕获过程结束；否则，继续滑动接收突发信号窗口，重新计算差分相关的累加值。
[0028]上述符号函数为：
[0029][0030]其中，sign(y
I
[k])和sign(y
Q
[k])是sign(y[k])的实部和虚部，sign(
·
)是符号函数，定义如下：
[0031][0032]由于帧头捕获过程中常用的共轭相关法和共轭差分相关法所依赖的是前导符号序列的特殊相位变化规律带来的良好的自相关性，与幅度大小无关。因此，用前导符号的正负表示法取代真值表示法，进行共轭相关，依然能获得良好的自相关性。
[0033]本专利技术还公开了一种突发信号差分相关捕获系统，该捕获系统包括随机突发信号前导符号调制单元、位移寄存器、并行共轭差分器和帧头检测单元；随机突发信号前导符号调制单元用于定义QPSK调制的符号函数；然后将符号函数作用于接收到的随机突发信号，得到特征符号a；将符号函数作用于本地已知序列信号，得到特征符号b；将特征符号a和特征符号b做差分相关运算，得到可查询的相关信号c；位移寄存器用于对特征符号a采用滑动窗口依次滑动取样；并行共轭差分器用于将每次滑动后的特征符号a与特征符号b做差分相关运算，然后通过查询的相关信号c得到相应的差分相关值；帧头检测单元用于将一个窗口内得到的差分相关值进行累加，并判断差分相关的累加值是否本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种突发信号差分相关捕获方法，其特征在于，包括：定义QPSK调制的符号函数；将所述符号函数作用于接收到的随机突发信号，得到特征符号a；将符号函数作用于本地已知序列信号，得到特征符号b；将所述特征符号a和特征符号b做差分相关运算，得到可查询的相关信号c；对所述特征符号a采用滑动窗口依次滑动取样，将每次滑动后的所述特征符号a与所述特征符号b做差分相关运算，然后通过查询的相关信号c得到相应的差分相关值；将一个窗口内得到的差分相关值进行累加，并判断差分相关的累加值是否达到设计门限值，若是，则捕获过程结束；否则，继续滑动接收突发信号窗口，重新计算差分相关的累加值。2.根据权利要求1所述的突发信号差分相关捕获方法，其特征在于，所述符号函数为：其中，sign(y
I
[k])和sign(y
Q
[k])是sign(y[k])的实部和虚部，sign(
·
)是符号函数，定义如下：3.一种突发信号差分相关捕获系统，其特征在于，包括：随机突发信号前导符号调...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑颖，田博今，王定国，莫婷，邓劲松，谢秋洪，赵中璇，邓雅文，赵妍妍，付泉泳，吴纯模，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：