一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置，涉及卫星通信中抗干扰和隐蔽通信的传输技术。本发明专利技术通过模拟中频增益控制技术、高动态伪码快速捕获及跟踪、分级载波频率估计和载波恢复、帧定位及帧融合处理等多种技术，实现了突发扩频信号的快速解调同步。本发明专利技术的抗干扰能力和实时性，特别适用于宽带卫星通信系统的基于时隙ALOHA的群路突发扩频通信传输。通信传输。通信传输。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置


[0001]本专利技术涉及卫星通信领域，特别是指一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置，可用于宽带卫星通信系统的扩频通信传输。

技术介绍

[0002]扩频通信具有抗干扰能力强截获率低抗多径干扰保密性好等优势被广泛应用到通信系统中。由于作战中对系统的服务性能和用户使用效率需求往往要求数据传输终端的链路建立时间尽可能的短，此时信息的传输又多为短时突发模式，因此如何在低信噪比和大多普勒频移环境下实现信号的快速捕获及解调，减少通信链路建立时间是卫星通信实施的关键技术。
[0003]对于扩频系统，实现扩频码的快速捕获，是实现快速捕获信号的前提。现有突发扩频解调大多采用PMF
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FFT的方法来实现频率和码相位的二维捕获，对于大频偏需要采用并行多路捕获同时职守，资源消耗很大，而采用串行扫频的方式平均捕获时间会大幅增加，在低信噪比和大多普勒频移条件下，解调处理时间会大幅增加。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置，该装置能够在低信噪比高动态环境下实现突发扩频信号的快速同步。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置，包括模拟中频模块、A/D转换模块、匹配滤波模块、扫频及伪码捕获模块、分级频率估计及载波恢复模块、帧定位及组帧模块、定时控制模块、码发生器、码跟踪模块。
[0007]进一步地，模拟中频模块对天线接收的射频信号进行下变频、滤波、增益控制处理，输出基带信号给A/D转换模块；
[0008]A/D转换模块对基带信号进行A/D转换，从模拟信号转换为数字信号，输出数字基带信号给匹配滤波模块；A/D转换的采样率不小于待解调数据速率的4倍；
[0009]匹配滤波模块对数字基带信号进行抽取以降低采样率，然后进行匹配滤波，消除码间串扰，同时滤除带外噪声；
[0010]定时控制模块将访问控制器输出的定时参考信号进行定时控制处理，变为定时指示脉冲信号，定时指示脉冲信号用于伪码未同步时的解调控制；
[0011]码跟踪模块根据本地时钟产生码钟，并将码钟输出给码发生器；
[0012]码发生器在码钟驱动下，产生扩频码并送给扫频及伪码捕获模块；其中，伪码未同步时，码发生器在定时指示脉冲信号的指示下产生一个周期扩频码，而后停止工作；伪码同步后，码发生器在伪码同步指示信号的指示下产生扩频码；
[0013]扫频及伪码捕获模块利用码发生器产生的扩频码对匹配滤波模块输出的信号进行扫频和快速伪码捕获，完成频偏搜索，同时实现本地码字和数据的二维粗同步，输出待解
调扩频数据给分级频率估计及载波恢复模块，输出伪码同步指示信号给码发生器模块，伪码同步指示信号为高电平时指示伪码同步；其中，伪码未同步时，扫频及伪码捕获模块在定时指示脉冲信号的控制下工作；
[0014]分级频率估计及载波恢复模块在伪码同步后启动，并接收扫频及伪码捕获模块输出的待解调扩频数据，以及码发生器输出的扩频码；分级频率估计及载波恢复模块利用扩频码对待解调扩频数据进行全相关解扩和载波恢复，并输出无频偏的解调数据给帧定位及组帧模块，同时输出超前、滞后两路全相关解扩数据给码跟踪模块；
[0015]伪码同步后，码跟踪模块接收分级频率估计及载波恢复模块输出的两路全相关解扩数据，提取数据误差作为定时误差，调整本地时钟，实现本地伪码和接收数据的时间匹配；
[0016]帧定位及组帧模块对载波恢复后的解调数据进行帧定位处理，定位出译码数据，然后经过组帧处理送给后续的译码模块。
[0017]进一步地，模拟中频模块采用电压检测的方式实现自动增益控制，将输入信号电压与预置的门限电压值做比较，小于门限电压则放大输入信号，大于门限电压则衰减输入信号。
[0018]进一步地，扫频及伪码捕获模块进行快速伪码捕获的方式为：
[0019]S301，在定时指示脉冲信号的指示下将输入信号存到存储器中，存储长度大于采样率*帧长度的数据；
[0020]S302，采用高倍时钟和并行读取的方式，读取存储的数据，进行扫频频率为f1的变频处理和伪码捕获，如果伪码捕获不成功，则将扫频频率增加固定值，然后重新读取这段数据并进行变频处理和伪码捕获；
[0021]S303，如果遍历了所有的扫频频率后伪码捕获仍未同步，则切换存储器的读取地址，重复S302的过程，直到伪码捕获同步为止。
[0022]进一步地，分级频率估计及载波恢复模块包括部分相关器、第一频率估计模块、第一数字下变频器、全相关器、第二频率估计模块、第二数字下变频器、数据存储及载波恢复模块，其中：
[0023]部分相关器用于在伪码同步后，将码发生器输出的扩频码与匹配滤波后的数据进行长度为N/2的部分相关解扩，输出部分相关数据；
[0024]第一频率估计模块根据部分相关数据进行频偏估计，输出频率控制字给第一数字下变频器；
[0025]第一数字下变频器进行第一次频偏校正，并将第一次频偏校正后的数据发送给全相关器；
[0026]全相关器将第一次频偏校正后的数据与码字进行长度为N的全相关解扩，输出全相关数据；
[0027]第二频率估计模块根据全相关数据进行频率估计，结果送给第二数字下变频器；
[0028]第二数字下变频器根据第二频率估计模块的频率估计结果，对全相关数据进行第二次频率校正，第二次频偏校正后的数据发送给数据存储及载波恢复模块；
[0029]数据存储及载波恢复模块对第二次频偏校正后的数据进行存储，后续对存储的第二次频偏校正数据进行载波环的相位恢复，输出载波恢复后的解调数据。
[0030]本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：
[0031]1.本专利技术非常适合大频偏低速突发扩频传输信号的载波频率捕获及伪码捕获，而且非常适合于FPGA实现。
[0032]2.本专利技术能够进行多速率解调，具有数据速率和中频频率、扩频比可变等特点，适用于基于时隙突发的群路解调。
[0033]3.本专利技术采用了分级频率估计方式，可以有效缩小载波锁相环的带宽，方便快速入锁，适用于低信噪比解调。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例中一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置的原理框图。
[0035]图2是本专利技术实施例中扫频和快速伪码捕获的流程示意图。
[0036]图3是本专利技术实施例中分级频率估计及载波恢复模块的原理框图。
具体实施方式
[0037]如图1所示，一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置，包括模拟中频模块、A/D转换模块、匹配滤波模块、扫频及伪码捕获模块、分级频率估计及载波恢复模块、帧定位及组帧模块、定时控制模块、码发生器、码跟踪模块。
[0038]其中，模拟中频模块对天线接收的射频信号进行下变频、滤波、增益控制处理，输出基带信号给A/D转换模块；
[0039]A/D转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置，其特征在于，包括模拟中频模块、A/D转换模块、匹配滤波模块、扫频及伪码捕获模块、分级频率估计及载波恢复模块、帧定位及组帧模块、定时控制模块、码发生器、码跟踪模块。2.根据权利要求1所述的一种适用于宽带信令突发扩频的快速解调装置，其特征在于：模拟中频模块对天线接收的射频信号进行下变频、滤波、增益控制处理，输出基带信号给A/D转换模块；A/D转换模块对基带信号进行A/D转换，从模拟信号转换为数字信号，输出数字基带信号给匹配滤波模块；A/D转换的采样率不小于待解调数据速率的4倍；匹配滤波模块对数字基带信号进行抽取以降低采样率，然后进行匹配滤波，消除码间串扰，同时滤除带外噪声；定时控制模块将访问控制器输出的定时参考信号进行定时控制处理，变为定时指示脉冲信号，定时指示脉冲信号用于伪码未同步时的解调控制；码跟踪模块根据本地时钟产生码钟，并将码钟输出给码发生器；码发生器在码钟驱动下，产生扩频码并送给扫频及伪码捕获模块；其中，伪码未同步时，码发生器在定时指示脉冲信号的指示下产生一个周期扩频码，而后停止工作；伪码同步后，码发生器在伪码同步指示信号的指示下产生扩频码；扫频及伪码捕获模块利用码发生器产生的扩频码对匹配滤波模块输出的信号进行扫频和快速伪码捕获，完成频偏搜索，同时实现本地码字和数据的二维粗同步，输出待解调扩频数据给分级频率估计及载波恢复模块，输出伪码同步指示信号给码发生器模块，伪码同步指示信号为高电平时指示伪码同步；其中，伪码未同步时，扫频及伪码捕获模块在定时指示脉冲信号的控制下工作；分级频率估计及载波恢复模块在伪码同步后启动，并接收扫频及伪码捕获模块输出的待解调扩频数据，以及码发生器输出的扩频码；分级频率估计及载波恢复模块利用扩频码对待解调扩频数据进行全相关解扩和载波恢复，并输出无频偏的解调数据给帧定位及组帧模块，同时输出超前、滞后两路全相关解扩数据给码跟踪模块；伪码同步后，码跟踪模块接收分级频率估计及载波恢复模块输出的两路全相关解扩数据，提取数据误差作为定时误差，调整本地时钟，实现本地伪码和接收数据的时间匹配；帧定位及组帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽娜，潘申富，陈敬乔，季茂胜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：