CN101667861B - 一种低虚警与低漏检突发信号捕获方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低虚警与低漏检突发信号的捕获方法，它涉及卫星突发通信领域中突发信号的捕获。本发明采用卫星突发通信系统的突发信号的前导序列和MF-TDMA通信中的独特码，通过对突发信号前导序列检测、定时恢复、载波恢复、独特码检测，实现了一种低虚警与低漏检突发信号捕获。它还具有能增强MF-TDMA卫星通信系统稳定性，降低MF-TDMA卫星通信系统工作信噪比门限等优点。特别适用于MF-TDMA卫星通信系统突发信号的捕获。

Description

一种低虚警与低漏检突发信号捕获方法

技术领域

本发明涉及卫星突发通信领域中的一种低虚警与低漏检突发信号的捕获方法，特别适用于MF-TDMA卫星通信系统，也可以适用于其它突发通信系统作突发信号捕获。

背景技术

突发通信中信号捕获主要有几种方法：一是固定捕获门限：计算信号的能量值，当超过设定门限时认为信号到达。此种方法简单，但捕获信号的范围有限，不能满足我们要求的10dB动态范围，而且用于信号能量计算的码元数较大，比较适合于连续信号的捕获。二是动态捕获门限：判断信号到达的门限值是动态的，根据信号的强度进行自动调整，但此种方法，信号能量值要达到稳定需要的码元数也比较多，而且在较低信噪比时的误捕和丢帧概率增大，不适合突发信号的捕获。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处，而提供一种低虚警和低漏检突发信号的捕获方法。本发明采用突发卫星通信系统的突发信号的前导序列和MF-TDMA通信中的独特码，实现了低虚警和低漏检突发信号捕获。它还具有能增强MF-TDMA卫星通信系统稳定性，降低MF-TDMA卫星通信系统工作信噪比门限等特点。

本发明的目的是这样实现的，包括步骤：

①将匹配滤波的基带信号输入突发检测模块，突发检测模块采用相关检测算法根据预置的突发信号前导序列检测基带信号中的突发信号，当检测到突发信号时，输出捕获标志信号至定时恢复模块进行定时恢复，当未检测到突发信号时，无输出捕获标志信号，继续进行突发信号检测；

②定时恢复模块采用平方环定时误差估计算法对接收的突发信号进行定时恢复，输出最佳采样点信号至载波恢复模块，进行载波恢复；

③载波恢复模块采用快速锁相环算法对最佳采样点信号进行载波恢复，输出载波恢复后的基带信号至独特码检测模块，进行独特码检测；

④独特码检测模块根据预置的独特码对载波恢复后的基带信号进行独特码检测，当检测到独特码后，输出控制信号控制突发检测模块停止检测，系统进入接收数据过程；当未检测到独特码时，输出控制信号控制突发检测模块继续检测，复位捕获标志信号；

进行突发信号的捕获。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1、本发明突发检测模块采用了相关检测算法进行突发信号检测，降低了突发信号漏检概率。

2、本发明定时恢复模块采用了平方环算法进行定时恢复，载波恢复模块采用了快速锁相环算法进行载波恢复，提高了系统的稳定性和可靠性。

3、本发明独特码检测模块采用独特码相关检测技术，降低了突发信号的虚警概率，具有能降低MF-TDMA卫星通信系统工作信噪比门限的优点。

附图说明

图1是本发明实施例的电原理方框图。图1中1为突发检测模块、2为定时恢复模块、3为载波恢复模块、4为独特码检测模块。

具体实施方式

参照图1，图1是本发明实施例的电原理方框图，包括突发检测模块1、定时恢复模块2、载波恢复模块3、独特码检测模块4，实施例按图1连接线路。本发明采用突发卫星通信系统的突发信号的前导序列和MF-TDMA通信中的独特码，采用突发信号的前导序列和独特码检测技术，通过对突发信号前导序列检测、定时恢复、载波恢复、独特码检测，实现了低虚警和低漏检突发信号捕获。

本发明包括步骤如下：

①将匹配滤波的基带信号输入突发检测模块1，突发检测模块1采用相关检测算法根据预置的突发信号前导序列检测基带信号中的突发信号，当检测到突发信号时，输出捕获标志信号至定时恢复模块2进行定时恢复，当未检测到突发信号时，无输出捕获标志信号，继续进行突发信号检测。实施例本发明中经过匹配滤波的基带信号输入到突发检测模块后，突发检测模块采用相关检测算法根据预置的突发信号前导序列检测基带信号中的突发信号，接收的信号与预置的突发信号前导序列进行相关运算。实施例相关检测算法如下式所示：

$R_{\mathrm{xc}}\left(0\right)=\underset{k=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}x\left(k\right)c_L^{*}\left(k\right)---\left(1\right)$

公式(1)中x(k)为输入的基带信号，C_L ^*(k)为预置的突发前导序列，L为前导序列的长度。

②定时恢复模块2采用平方环定时误差估计算法对接收的突发信号进行定时恢复，输出最佳采样点信号至载波恢复模块，进行载波恢复。实施例本发明中定时恢复模块采用平方环定时误差估计算法对接收的突发信号进行定时恢复，输出最佳采样点信号至载波恢复模块。实施例平方环定时误差估计算法如下式所示：

$\hat{e}\left(m\right)=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\arg \left[\underset{k=\mathrm{mLN}}{\overset{(m+1)\mathrm{LN}-1}{\mathrm{\Σ}}}{X}_M\left(k\right)e^{-j2\mathrm{\πk}/N}\right]---\left(2\right)$

公式(2)中

为定时误差，X_M(k)为平方后的突发信号，m为第m个定时误差估计结果，N为采样倍数，L为定时误差估计的帧长，即估计一次定时误差所需的码元周期数。

③载波恢复模块3采用快速锁相环算法对最佳采样点信号进行载波恢复，输出载波恢复后的基带信号至独特码检测模块4，进行独特码检测。实施例本发明中载波恢复模块采用快速锁相环算法对最佳采样点信号进行载波恢复。实施例锁相环算法如下式所示：

$u_d={\hat{u}}_I{u}_Q-{\hat{u}}_Q{u}_I---\left(3\right)$

公式(3)中u_d为相位误差估计结果，为u_I的判决结果，

为u_Q的判决结果。

④独特码检测模块4根据预置的独特码对载波恢复后的基带信号进行独特码检测，当检测到独特码后，输出控制信号控制突发检测模块1停止检测，系统进入接收数据过程；当未检测到独特码时，输出控制信号控制突发检测模块继续检测，复位捕获标志信号。实施例根据预置的独特码对载波恢复后的基带信号进行独特码检测。相关检测算法同公式(1)所示。

进行突发信号的捕获。

本发明简要工作原理如下：经过匹配滤波的基带信号输入突发检测模块，突发检测模块采用相关检测算法根据预置的突发信号前导序列检测基带信号中的突发信号，当检测到突发信号时，输出捕获标志信号至定时恢复模块进行定时恢复，定时恢复模块对接收的突发信号进行定时恢复，载波恢复模块采用快速锁相环算法对最佳采样点信号进行载波恢复，独特码检测模块根据预置的独特码对载波恢复后的基带信号进行独特码检测，当检测到独特码后，输出控制信号控制突发检测模块停止检测，系统进入接收数据过程；当未检测到独特码时，输出控制信号控制突发检测模块继续检测，复位捕获标志信号。

Claims (1)

1.一种低虚警与低漏检突发信号的捕获方法，其特征在于包括步骤：

①将匹配滤波的基带信号输入突发检测模块，突发检测模块采用相关检测算法根据预置的突发信号前导序列检测基带信号中的突发信号，当检测到突发信号时，输出捕获标志信号至定时恢复模块进行定时恢复，当未检测到突发信号时，无输出捕获标志信号，继续进行突发信号检测；

②定时恢复模块采用平方环定时误差估计算法对接收的突发信号进行定时恢复，输出最佳采样点信号至载波恢复模块，进行载波恢复；

③载波恢复模块采用快速锁相环算法对最佳采样点信号进行载波恢复，输出载波恢复后的基带信号至独特码检测模块，进行独特码检测；

④独特码检测模块根据预置的独特码对载波恢复后的基带信号进行独特码检测，当检测到独特码后，输出控制信号控制突发检测模块停止检测，系统进入接收数据过程；当未检测到独特码时，输出控制信号控制突发检测模块继续检测，复位捕获标志信号。