一种低轨卫星短时突发解调方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111147413A(43)申请公布日2020.05.12(21)申请号201911413802.4(22)申请日2019.12.31(71)申请人东方红卫星移动通信有限公司地址401135重庆市渝北区龙兴镇两江大道618号(72)发明人王永哲(74)专利代理机构重庆启恒腾元专利代理事务所(普通合伙)50232代理人万建(51)Int.Cl.H04L27/00(2006.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种低轨卫星短时突发解调方法(57)摘要本发明涉及短时突发信号解调技术领域，具体涉及一种低轨卫星短时突发解调方法；设计了一种低轨卫星短时突发解调方法，基于能量检测引入匹配滤波，进行定时同步、频偏估计以及相偏估计，实现低轨卫星短时突发信号解调；其中，环路滤波包括压控振荡器NCO、内插滤波器、小波间隔估计、时钟误差检测以及环路滤波器；能够有效解决低轨卫星通信信号多普勒频移大、持续时间短、起始时间以及持续时间不确定情况下的解调问题。CN111147413ACN111147413A权利要求书1/2页1.一种低轨卫星短时突发解调方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：预设解调门限m；对接收到的下变频信号进行能量检测，通过自相关计算设置合理的阈值，将自相关计算的结果与阈值进行比较，提取有效信号X(t)；S2：对检测到的基带信号进行匹配滤波，得到信号X(n)；S3：根据匹配滤波之后的信号X(n)进行时钟误差检测,从而获得内插滤波器的控制量mk和uk；S4：将控制量mk和uk经环路滤波器处理，滤出高频分量以及带外干扰，通过反馈不断调整mk和uk，使得定时误差最小；S5：数控振荡器NCO更新，通过NCO输出η(mk)调整小波间隔估计，通过小波间隔估计输出η(k)调整内插滤波器，同时根据Overflow调整内插滤波器，输出x(kTi)；S6：将x(kTi)与解调门限m进行比较；若大于解调门限m，则输出解调结果；若小于解调门限m，则进入步骤S7。S7：将x(kTi)通过频偏估计得到频偏估计结果通过频偏估计结果得到相位估计结果S8：通过误差控制模块将相位估计结果与频偏估计结果合成得到并将与x(kTi)相乘得到新的结果，将新的结果再次与解调门限m进行比较；若大于解调门限m，则输出解调结果；若小于解调门限m，则返回步骤S7。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于接收得到的下变频信号，采用短时相关检测算法，假设接收信号为x(n)：其在第n点的自相关函数为：其中，w(*)为窗函数，L为窗长。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，完成能量检测之后，进行匹配滤波的步骤包括：接收端采用与发射端相匹配的滤波器，由于发射端采用平方根升余弦成型滤波，接收端采用平方根升余弦匹配滤波器；接收数据经过抽取滤波器后，发送给匹配滤波器进行滤波处理；假设x(n)为n时刻输入数据，h(n)(n＝1,2,…,N)为匹配滤波器的抽头系数，则匹配滤波器的输出y(n)可由下式计算：4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟误差检测的步骤包括：先对匹配滤波器输出信号进行平方非线性操作,然后在每个长为L*T的观测间隔内通过DFT运算得到符号速率1/T处的频谱分量:2CN111147413A权利要求书2/2页内插滤波器从输入的异步信号中得到最佳采样点，内插过程如下式：内插滤波器不能直接使用频谱分量计算得到的估计值，需要从估计值中得到内插基点和分数间隔，其中，x(kTi)为输出样点值,x[(mk-i)TS]为输入样点值,hI[(i+uk)Ts]为内插滤波器抽头系数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在完成信号定时同步后，减小载波粗估计模块残留的频偏，同时实现相位跟踪与锁定的步骤包括：通过鉴相器模块从输入信号中提取与相位有关的分量，鉴相算法是：通过环路滤波器对所述鉴相器模块输出的鉴相误差进行长期统计平均，并滤除高频分量以及带外干扰。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数控振荡器NCO更新是为防止数控振荡器NCO更新后出现跳周现象，通过采取迭代过程中对相位进行归一化方法确保相位始终处于一个正确的象限，避免相位跳周和相位模糊。3CN111147413A说明书1/6页一种低轨卫星短时突发解调方法技术领域[0001]本发明涉及短时突发信号解调技术领域，具体涉及一种低轨卫星短时突发解调方法。背景技术[0002]随着21世纪的到来，卫星通信将进入个人通信时代，这个时代的最大特点就是卫星通信终端达到手持化，个人通信实现全球化。同步静止轨道(GEO)卫星移动通信技术日臻成熟，具有卫星数量少、全球覆盖、24小时通信不必切换卫星、卫星跟踪控制简单