本申请提供一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法及装置，涉及通信技术领域，其中方法包括：生成第一级PN码与第二级PN码；使用第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列；使用第二级PN码分别对第一差分序列的每一个符号进行扩频，得到差分同步头；将差分信号发送至接收端，以使接收端接收到差分信号后进行解扩处理与解差分处理，得到第一解差分序列，并将第一级PN码与第一解差分序列进行滑动相关处理，搜索得到相关峰值点，差分信号包括数据序列与差分同步头，数据序列为承载信息的原始序列。通过采用两级PN码两级滑动相关能够准确找到相关峰值点，能够在大频偏低信噪比情况下保证良好的抗频偏效果，实现快速准确的同步。快速准确的同步。快速准确的同步。
【技术实现步骤摘要】
无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法及装置
[0001]本申请涉及通信
，具体涉及一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法及装置。
技术介绍
[0002]在无人机与卫星通信中，数据帧的时间同步是数字通信中的关键技术之一，即数据接收端确定发送端所发送的数据帧的时域起点，从而按照约定的帧结构确定数据帧中各个符号的位置。在接收端提取出的同步头和有效数据是后续信号差分解调的基础，直接影响到系统的信号处理的性能。
[0003]现有的帧同步算法常使用一级差分扩频码对信号进行处理，在系统频偏较大、信号信噪比较低时，相关运算后寻找到的相关峰值幅度较低，难以确定相关峰的准确位置，导致在大频偏情况下无法完成准确同步。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法及装置，在频偏较大的情况下，采用两级PN码两级滑动相关能够准确找到相关峰值点，从而实现快速准确的同步，具有良好的抗频偏效果。
[0005]第一方面，本申请提供了一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法，应用于发送端，所述方法包括：生成第一级PN码与第二级PN码；使用所述第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列；使用所述第二级PN码分别对所述第一差分序列的每一个符号进行扩频，得到差分同步头；将差分信号发送至接收端，以使所述接收端接收到所述差分信号后进行解扩处理与解差分处理，得到第一解差分序列，并将所述第一级PN码与所述第一解差分序列进行滑动相关处理，搜索得到相关峰值点，所述差分信号包括数据序列与所述差分同步头，所述数据序列为承载信息的原始序列。
[0006]通过采用上述技术方案，在发送端使用两级PN码对同步头序列进行差分编码与扩频，在接收端使用两级PN码滑动相关实现对差分信号的同步，能够抵抗系统频偏较大、信号信噪比较低带来的影响，准确确定相关峰位置并完成同步，具有良好的抗频偏效果与抗噪声能力。
[0007]可选的，所述生成第一级PN码与第二级PN码，包括：基于系统最大频偏以及码片速率计算第二级PN码的符号长度，基于所述第二级PN码的符号长度生成第二级PN码，计算公式如下：PL2＝f
c
/2maxdetf式中，PL2为第二级PN码的符号长度；f
c
为码片速率；
maxdetf为系统最大频偏；使用系统增益公式计算第一级PN码的符号长度，基于所述第一级PN码的符号长度生成第一级PN码，所述系统增益公式如下：Gain＝10log(PL1*PL2)式中，Gain为系统增益；PL1为第一级PN码的符号长度。
[0008]通过采用上述技术方案，可根据实际需要抵抗的噪声、耗费的逻辑计算资源以及m序列的特性，对PN码的长度作出调整，能够提高抗频偏效果，节省逻辑计算硬件资源。
[0009]可选的，所述使用所述第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列，包括：在所述第一级PN码的最前端加入一个1值的符号；使用所述添加符号后的第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列。
[0010]通过采用上述技术方案，在第一级PN码的最前端加入的一个1值的符号，相当于第一级PN码的启动数值，从启动数值处开始进行差分编码。
[0011]可选的，所述将差分信号发送至接收端之前，还包括：对所述差分信号进行内插扩频处理，同时使用平方根升余弦滤波器对所述扩频后的差分信号进行滤波处理。
[0012]通过采用上述技术方案，发送前的差分信号经内插扩频处理，能够增加数字基带波形的采样率，减轻对模拟滤波的要求，便于信号传递给DAC；使用平方根升余弦滤波器能够抑制调整输出信号的旁瓣功率谱成分，抑制或避免邻道干扰。
[0013]第二方面，本申请提供了一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法，应用于接收端，所述方法包括：接收差分信号，所述差分信号包括差分同步头与数据序列，所述差分同步头为同步序列经第一级PN码差分编码得到第一差分序列后，第二级PN码对所述第一差分序列的每一个符号进行扩频后得到，所述数据序列为承载信息的原始序列；使用所述第二级PN码对所述差分信号进行滑动相关解扩，得到解扩序列；将所述解扩序列的相邻符号差分相乘，得到第一解差分序列；将所述第一解差分序列与所述第一级PN码滑动相关处理，搜索得到相关峰值点。
[0014]通过采用上述技术方案，在接收端使用两级PN码滑动相关，能够在系统频偏较大时，满足对于差分信号快速准确同步的要求，具有良好的抗频偏能力。
[0015]可选的，所述接收差分信号之后，还包括：使用平方根升余弦滤波器对接收到的差分信号进行滤波处理。
[0016]通过采用上述技术方案，相较于普通的低通滤波器，平方根升余弦滤波器对过采样的数字信号处理具有更低要求，同时解调误码率也较低，与发送端匹配相同种类的滤波器，便于后面的处理能快速准确获得最佳采样点以实现同步。
[0017]可选的，所述将所述第一解差分序列与所述第一级PN码滑动相关处理，包括：所述第一解差分序列间隔滑动隔离度个采样点与所述第一级PN码进行相乘相加，所述滑动隔离度为一个符号的采样点个数与所述第一级PN码的符号长度的乘积。
[0018]通过采用上述技术方案，在滑动相关时逐个点滑动，一次相关第一个点和最后一个点的间距为滑动隔离度个采样点，能够保证滑动相关扫描的码片精度。
[0019]第三方面，本申请提供了一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步装置，应用于发送端，所述装置包括：伪随机序列生成模块，用于生成第一级PN码与第二级PN码；差分编码模块，用于使用所述第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列；扩频模块，用于使用所述第二级PN码分别对所述第一差分序列的每一个符号进行扩频，得到差分同步头；差分信号同步模块，用于将差分信号发送至接收端，以使所述接收端接收到所述差分信号后进行解扩处理与解差分处理，得到第一解差分序列，并将所述第一级PN码与所述第一解差分序列进行滑动相关处理，搜索得到相关峰值点，所述差分信号包括数据序列与所述差分同步头，所述数据序列为承载信息的原始序列。
[0020]第四方面，本申请提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述任意一项方法。
[0021]第五方面，本申请提供了一种电子设备，包括处理器、存储器和收发器，所述存储器用于存储指令，所述收发器用于和其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如上述任意一项方法。
[0022]综上所述，本申请技术方案所带来的有益效果包括：在发送端使用两级PN码对差分同步头进行差分编码与扩频处理，在接收端使用相同的两级PN码对差分信号进行两级滑动相关以实现同步，与一级PN码扩频相比，在频偏较大的情况下，采用两级PN码差分相关仍能准确找到相关峰值点，从而实现快速准确的同步，具有良好的抗频偏效果。
附图说明
[0023]图1是本申请实施例提本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法，其特征在于，应用于发送端，所述方法包括：生成第一级PN码与第二级PN码；使用所述第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列；使用所述第二级PN码分别对所述第一差分序列的每一个符号进行扩频，得到差分同步头；将差分信号发送至接收端，以使所述接收端接收到所述差分信号后进行解扩处理与解差分处理，得到第一解差分序列，并将所述第一级PN码与所述第一解差分序列进行滑动相关处理，搜索得到相关峰值点，所述差分信号包括数据序列与所述差分同步头，所述数据序列为承载信息的原始序列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成第一级PN码与第二级PN码，包括：基于系统最大频偏以及码片速率计算第二级PN码的符号长度，基于所述第二级PN码的符号长度生成第二级PN码，计算公式如下：PL2＝f
c
/2maxdetf式中，PL2为第二级PN码的符号长度；f
c
为码片速率；maxdetf为系统最大频偏；使用系统增益公式计算第一级PN码的符号长度，基于所述第一级PN码的符号长度生成第一级PN码，所述系统增益公式如下：Gain＝10log(PL1*PL2)式中，Gain为系统增益；PL1为第一级PN码的符号长度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用所述第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列，包括：在所述第一级PN码的最前端加入一个1值的符号；使用所述添加符号后的第一级PN码对同步序列进行差分编码，得到第一差分序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将差分信号发送至接收端之前，还包括：对所述差分信号进行内插扩频处理，同时使用平方根升余弦滤波器对所述扩频后的差分信号进行滤波处理。5.一种无人机与卫星通信中基于差分扩频码的同步方法，其特征在于，应用于接收端，所述方法包括：接收差分信号，所述差分信号包括差分同步头与数据序列，所述差分同步头为同步...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊军，
申请(专利权)人：北京睿信丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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