CN110798255B - 瞬时畸变信号时域快照系统及自主触发抓取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种瞬时畸变信号时域快照系统及自主触发抓取方法。该系统包括检前记录设备、卫星通信前向链路、触发装置、实时信号分析仪；检前记录设备输出信号或卫星通信前向链路耦合信号经过分路器分成两路后分别送至触发装置和实时信号分析仪，当触发装置中的译码器误码率超过触发门限时，触发装置产生触发信号，实时信号分析仪接收触发信号后记录瞬时畸变信号并进行信号质量分析。该方法对接收信号进行误码累计，当累计数量超过触发门限时产生触发信号触发实时信号分析仪完成波形抓取。本发明时域快照系统自主触发抓取精度高、触发精确可控、可以实现自动连续触发抓捕，抓捕过程无需人为干预，并且支持多维度分析。

Description

瞬时畸变信号时域快照系统及自主触发抓取方法
技术领域
本发明属于卫星通信领域，涉及一种瞬时畸变信号时域快照系统及自主触发抓取方法。
背景技术
某卫星数据中继任务中前向链路出现闪断，表现为载波失锁、位失步、卷积译码失步，闪断持续时间大约1秒。根据大量闪断时刻数据统计，闪断时刻信号具有以下特征：①出现时刻随机；②持续时间极端；③概率极低。对于上述信号的抓取面临的难题是：①频谱仪限于扫描时间难以抓取到瞬时信号的频谱特征变化；②矢量信号分析仪从精度上可以抓取到瞬时信号，但需要在闪断前后近十秒时间内逐毫秒分段分析，花费时间极长，不具有可操作性。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种瞬时畸变信号时域快照系统及自主触发抓取方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种瞬时畸变信号时域快照系统，包括检前记录设备、卫星通信前向链路、触发装置、实时信号分析仪；
检前记录设备用于回放闪断时刻信号，卫星通信前向链路用于提供实时耦合信号；触发装置用于当译码器误码率超限时产生触发信号；实时信号分析仪用于接收触发信号记录瞬时畸变信号并进行信号质量分析；
检前记录设备输出信号或卫星通信前向链路耦合信号经过分路器分成两路后分别送至触发装置和实时信号分析仪，当触发装置中的译码器误码率超过触发门限时，触发装置产生触发信号，实时信号分析仪接收触发信号后记录瞬时畸变信号并进行信号质量分析。
进一步的，译码器为Viterbi译码器。
进一步的，卫星通信前向链路耦合信号经过下变频后经过分路器分成两路。
一种基于误码识别判决的自主触发抓取方法，包括步骤如下：
步骤1、接收信号分路
接收信号经过分路器分成两路，一路进行解调处理，另一路送至实时信号分析仪。
步骤2、解调处理
接收信号经过中频解调、AD采样、载波捕获、载波恢复、定时恢复处理生成原始比特数据；
步骤3、误码统计
通过对译码器译码后数据进行反编码，与适当延时后的译码前数据比对，统计得到原始误码率；
步骤4、判断原始误码率是否超过设定触发门限：
如果是，触发装置产生触发信号送至实时信号分析仪；
如果否，返回至步骤3；
骤5、时域波形抓取
根据触发装置生成的触发信号，实时信号分析仪自动完成异常信号时域波形片段采集、存储与分析。
本发明所达到的有益效果：
1、本发明系统通过触发装置和实时信号分析仪配合实现对所有异常时刻信号的自动触发和快照处理，抓捕过程无需人为干预。
2、本发明实现对卫星通信前向链路瞬时异常信号进行监测。
3、触发误码率门限精确可控。本发明中触发装置通过判断译码器误码率是否超限来产生触发信号，一定数据长度内的错误比特门限逐比特可调。
4、支持多维度分析。本发明系统中的实时信号分析仪可对快照数据进行时域波形、幅度误差、相位误差、频率误差等特征分析。
附图说明
图1为基于误码识别判决的自主触发抓取方法的流程图；
图2为瞬时畸变信号抓取系统组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实时例对本发明作进一步详细说明。
为抓取异常信号需要研究新的非常规手段，借鉴光学相机抓拍“闪电”的思路，本发明提出了一种基于误码识别判决的自主触发抓取方法，对接收信号进行误码累计，当累计数量超过触发门限时产生触发信号触发实时信号分析仪完成波形抓取，抓捕完成后自动进入再次抓捕状态，等待下一次误码超过触发门限出现。
图1给出了基于误码识别判决的自主触发抓取方法的流程图，具体过程如下：
步骤1、接收信号分路
接收信号经过分路器分成两路，一路进行解调处理，另一路送至实时信号分析仪。
步骤2、解调处理
接收信号经过中频解调、AD采样、载波捕获、载波恢复、定时恢复等处理生成原始比特数据。
步骤3、误码统计
通过对Viterbi译码器译码后数据进行反编码，与适当延时后的译码前数据比对，统计得到原始误码率。
步骤4、判断原始误码率是否超过设定触发门限
如果是，触发装置产生触发信号送至实时信号分析仪；
如果否，返回至步骤3。
假设Viterbi译码器输入数据无误码，则反编码后数据与输入译码器的数据完全一致，误码率为0；若Viterbi译码器输入数据存在一定误码，Viterbi译码后会完成部分数据纠错，则反编码后数据与输入译码器的数据不完全一致，误码率不为0。
步骤5、时域波形抓取
当接收到触发装置生成的触发信号，自动完成异常信号时域波形片段采集、存储与分析，得到信号波形片段数据以及相位、频率、幅度等变化特征。
根据上面提出的抓取方法，本发明研制了瞬变信号时域快照系统，该系统包括检前记录设备、卫星通信前向链路、触发装置、实时信号分析仪，其组成如图2所示。检前记录设备和卫星通信前向链路为信号源，检前记录设备用于回放闪断时刻信号，卫星通信前向链路用于提供实时耦合信号；触发装置用于当译码器误码率超过触发门限时产生触发信号；实时信号分析仪用于接收到触发信号后记录瞬时畸变信号并进行信号质量分析。
检前记录设备或闭环监测环路输出信号经过分路器分成两路后分别送至触发装置和实时信号分析仪，当触发装置中的译码器误码率超过触发门限时，触发装置产生触发信号，实时信号分析仪接收到触发信号后记录瞬时畸变信号并进行信号质量分析。
该系统可连接于卫星通信前向链路以进行实时畸变信号抓取，也可连接至检前记录设备以进行异常信号事后分析。通过该系统能够对毫秒至亚毫秒级的信号进行抓取，为瞬时畸变信号特征分析提供有力支撑。
本发明提供的瞬间畸变信号时域快照系统具有以下特点：
a)快照精度高。触发装置统计一定长度数据内的误比特数量进而判定是否超限。统计数据长度可根据捕获精度要求在线配置。
b)触发精确可控。触发装置通过判断误码数量是否超限来产生触发信号，误码统计数据长度一定的情况下误码门限逐比特可调。
c)本发明系统通过触发装置和实时信号分析仪配合实现自动连续触发抓捕。实际工作时，系统依据触发条件，可完成所有异常时刻信号的自动触发和快照处理。抓捕过程无需人为干预。
d)支持多维度分析。实时信号分析仪可对快照数据进行时域波形、幅度误差、相位误差、频率误差等特征分析。
通过该系统抓取了某卫星数据中继任务多个圈次的瞬时畸变信号，为畸变信号特征分析及其影响研究奠定了基础。
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当注意，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

Claims (4)

1.一种瞬时畸变信号时域快照系统，其特征在于，包括检前记录设备、卫星通信前向链路、触发装置、实时信号分析仪；
检前记录设备用于回放闪断时刻信号，卫星通信前向链路用于提供实时耦合信号；触发装置用于当译码器误码率超限时产生触发信号；实时信号分析仪用于接收触发信号后记录瞬时畸变信号并进行信号质量分析；
检前记录设备输出信号或卫星通信前向链路耦合信号经过分路器分成两路后分别送至触发装置和实时信号分析仪，当触发装置中的译码器误码率超过触发门限时，触发装置产生触发信号，实时信号分析仪接收触发信号后记录瞬时畸变信号并进行信号质量分析。
2.如权利要求1所述的瞬时畸变信号时域快照系统，其特征在于，译码器为Viterbi译码器。
3.如权利要求1所述的瞬时畸变信号时域快照系统，其特征在于，卫星通信前向链路耦合信号经过下变频后经过分路器分成两路。
4.一种基于权利要求1至3中任一项所述的一种瞬时畸变信号时域快照系统的自主触发抓取方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤1、接收信号分路
接收信号经过分路器分成两路，一路进行解调处理，另一路送至实时信号分析仪；
步骤2、解调处理
接收信号经过中频解调、AD采样、载波捕获、载波恢复、定时恢复处理生成原始比特数据；
步骤3、误码统计
通过对译码器译码后数据进行反编码，与适当延时后的译码前数据比对，统计得到原始误码率；
步骤4、判断原始误码率是否超过设定触发门限：
如果是，触发装置产生触发信号送至实时信号分析仪；
如果否，返回至步骤3；
步骤5、时域波形抓取
根据触发装置生成的触发信号，实时信号分析仪自动完成瞬时信号时域波形片段采集、存储与分析。
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