CN110958703A - 一种基于信令引导的thuraya 3g信号发现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其采用卫星信号侦收设备检测发现THURAYA 3G信号，卫星信号侦收设备包括硬件模块和软件模块，硬件模块从THURAYA卫星移动通信系统中获取下行信号，并通过下变频将下行信号转化为基带信号，对基带信号进行DDC处理；软件模块对DDC处理后的基带信号进行解调和译码，得到下行信令指示的3G业务频率和带宽；硬件模块根据得到的频率和带宽，选择配置对应的上行DDC通道和下行DDC通道，通过上行DDC通道接收上行DDC数据，通过下行DDC通道接收下行DDC数据；软件模块对接收到的DDC数据进行3G突发检测和解调处理，还原DDC数据中的信息。该方法可以有效的获取到THURAYA 3G信号中的可用信息，降低了对硬件模块的设计和开发难度。

Description

一种基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法。

背景技术

THURAYA 3G信号具有多种带宽配置，现有传统的第三方接收THURAYA 3G信号处理方法，一般是通过硬件进行宽带的突发检测，在通过硬件进行宽带的突发检测时，如果发现一个突发信号，就根据其带宽进行信道化处理，然后将处理后的数据和信息传出。采用这种方法进行检测，是对当前整个带宽的突发盲检测，数据处理和信道化都需要在硬件部分完成，这对硬件的处理能力要求极高，算法非常复杂。

发明内容

本发明在于提供一种基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

本发明提供了一种基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其采用卫星信号侦收设备检测发现THURAYA 3G信号，卫星信号侦收设备包括硬件模块和软件模块，具体步骤如下：

S1、硬件模块从THURAYA卫星移动通信系统中接收下行信号；

S2、硬件模块通过下变频将下行信号转化为基带信号；

S3、硬件模块对基带信号进行DDC处理；

S4、软件模块对DDC处理后的基带信号进行解调、译码和协议解析，得到下行信号中的信令所指示的3G业务频率和带宽；

S5、硬件模块根据得到的3G业务频率和带宽，选择配置对应的上行DDC通道和下行DDC通道；

S6、硬件模块通过上行DDC通道接收上行DDC数据，通过下行DDC通道接收下行DDC数据，软件模块对接收到的DDC数据进行突发检测和解调处理，还原DDC数据中的信息，完成THURAYA 3G信号的发现。

本技术方案的技术效果是：可以有效的获取到THURAYA 3G信号中的可用信息，不需要硬件模块进行突发盲检测和动态配置信道，降低了对硬件模块的设计和开发难度，缩短了系统的开发周期。

可选地，所述步骤S1中，下行信号的获取方法是：硬件模块通过广播方式接入THURAYA卫星移动通信系统，之后被动接收THURAYA卫星移动通信系统发送的下行信号。

可选地，所述硬件模块设置有多组不同带宽的DDC通道，其DDC通道的选择配置方法包括以下步骤：

a1、软件模块将下行信令中的3G业务频率和带宽，通过指定协议，下发到硬件模块；

a2、硬件模块根据下行信令中的带宽选择相匹配的DDC通道；

a3、硬件模块为选择到的DDC通道配置3G业务频率，该DDC通道以该频率值为中心频率，接收对应带宽的信号数据。

本技术方案的技术效果是：能够避免了使用硬件在实时运行时需要占用大量的硬件资源与性能来进行复杂的检测与运算来匹配3G信号的带宽，仅仅使用两个简单的逻辑判断就可以匹配出一个合适的DDC通道来进行3G信号的DDC处理。

根据

可选地，所述指定协议为软件模块与硬件模块之间的自定义接口协议。

可选地，所述步骤S6中，软件模块通过滑动窗口法对DDC数据进行突发检测。

本技术方案的技术效果是：当突发信号进入时，可以快速准确的检测到突发信号。

可选地，所述突发检测的具体过程包括：

软件模块在具有高斯白噪声的无线信道中，将硬件模块接收到的DDC数据的模型标识为

x(n)＝i*s(n)+w(n)

其中，w(n)表示输入噪声，i的值为1或0，当i＝0时，x(n)＝w(n),信号中仅存在噪声，当i＝1时，表示DDC数据中有数字信号；

假设滑动窗口的长度为L，滑入窗口的能量E(n)如下所示：

设定一个门限值Th，若E(n)>Th，则认为此时有突发信号进入。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是实施例中卫星信号侦收设备接收THURAYA3G上行信号和下行信号的实物示意图；

图2是实施例中所述基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法流程图；

图3是实施例中下行信令的引导原理图；

图4是实施例中的解调过程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1为卫星信号侦收设备接收THURAYA3G上行信号和下行信号的实物示意图，其中，上、下箭头分别代表移动通信卫星(SBSS)与THURAYA卫星移动终端(MES)之间建立的上行和下行通信链路；上行链路，信号从终端到卫星的物理通道，用于传输上行信号；下行链路，信号从卫星到终端的物理信道，用于传输下行信号；斜向箭头代表被动侦收设备通过天线从卫星移动通信系统中的上行和下行链路中获得上行信号和下行信号的过程。

请参照图1和图2，本实施例提供了一种基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，该方法采用卫星信号侦收设备检测发现THURAYA 3G信号，卫星信号侦收设备包括硬件模块和软件模块，该方法的具体步骤如下：

S1、硬件模块从THURAYA卫星移动通信系统中接收下行信号；

S2、硬件模块通过下变频将下行信号转化为基带信号；

S3、硬件模块对基带信号进行DDC处理；

S4、软件模块对DDC处理后的基带信号进行解调、译码和协议解析，得到下行信号中的信令所指示的3G业务频率和带宽；

S5、硬件模块根据得到的3G业务频率和带宽，选择配置对应的上行DDC通道和下行DDC通道；

S6、硬件模块通过上行DDC通道接收上行DDC数据，通过下行DDC通道接收下行DDC数据，软件模块对接收到的DDC数据进行突发检测和解调处理，还原DDC数据中的信息，完成THURAYA 3G信号的发现。

在本实施例的步骤S1中，下行信号的获取方法是：硬件模块通过广播方式接入THURAYA卫星移动通信系统，之后被动接收THURAYA卫星移动通信系统发送的下行信号。

在本实施例中，请参照图3，下行信令的引导包括两种情况，在这两种情况下，卫星信号侦收设备均可通过广播方式获取到下行信令。

第一种情况：MES与网络不同步，MES在进入卫星网络覆盖范围中的时候，发出RACH随机接入请求，移动通信卫星收到后通过下行信号发送AGCH信道指配命令给终端，AGCH命令中包含了上行和下行链路带宽和频率；

第二种情况：MES与网络同步，随机接入完成后，卫星向终端通过下行信号向终端分配上行链路(PAGCH)和下行链路(PACCH)，完成分配后，THURAYA卫星终端与卫星网之间通过该链路进行分组数据传输。

在本实施例中，下变频所用到的变频器型号为CMC-L-IF01，通过该变频器将下行信令转化为基带信号。

DDC处理过程具体包括：通过ADC采样，将S2产生的基带宽频模拟信号转换为数字信号；通过抽取滤波器，根据我们设置的频点与带宽，将基带宽频数字信号转化为窄带DDC数据；输出窄带DDC数据。

在本实施例的步骤S4中，在接收到窄带DDC数据s(t)后，我们在经过下变频后得到的基带数据为经过正交调制后的IQ数据；

假设我们需要传输的数据是a和b，那么经过正交调制后，我们将信号标识为s(t)＝a cosω₀t-b sinω₀t；

我们在收到信号后，为了得到我们需要传输的数据a和b，我们将收到的信号分为两路，一路乘以cosω₀t，在一个周期内

积分，就可以得到a，一路乘以-sinω₀t,在一个周期内

积分；就可以得到b，T是

的整数倍，解调过程如图4所示。

在本实施例中，软件模块采用C++，C++主要是底层逻辑的实现，其实现的功能部分包括：

1、对下行基带信号进行解调和译码得到基带信号数据；

2、根据协议对基带信号数据进行解析，解析得到对应的3G业务的频率和带宽；

3、构建与硬件设备间的TCP连接，根据与硬件之间定义的协议，将频率值与带宽值组装为配置接收3G信号的DDC通道的结构体序列化后传输给硬件。

在本实施例中，硬件模块设置有多组不同带宽的DDC通道，其DDC通道的选择配置方法包括以下步骤：

a1、软件模块将下行信令中的3G业务频率和带宽，通过指定协议，下发到硬件模块；

a2、硬件模块根据下行信令中的带宽选择相匹配的DDC通道；

a3、硬件模块为选择到的DDC通道配置3G业务频率，该DDC通道以该频率值为中心频率，接收对应带宽的信号数据。

其中，指定协议为软件模块与硬件模块之间的自定义接口协议，其结构随软件模块与硬件模块自身结构的不同而不同，因此不作具体限制。

在本实施例中，硬件模块中提前设置24通道带宽，根据长期测试与实践工作经验，我们可以认定THURAYA3G信号的带宽可以基本确定有4组带宽，将这24个通道分为4组通道每组6通道，每组通道分别为带宽A、B、C、D四个带宽值，当软件配置带宽值到硬件时，硬件通过这个数值匹配一组通道，在这一组通道中筛选出一个空闲的通道即可。

在本实施例的步骤S6中，软件模块通过滑动窗口法对DDC数据进行突发检测，具体过程如下：

软件模块在具有高斯白噪声的无线信道中，将硬件模块接收到的DDC数据的模型标识为x(n)＝i*s(n)+w(n)

其中，w(n)表示信号在信道中传输时收入的噪声；i的值为1或0，当i＝0时，x(n)＝w(n),信号中仅存在噪声，当i＝1时，表示DDC数据中有数字信号；s(n)表示对应载波频率处的数字中频信号；n代表采样时刻点，可以理解为横轴的坐标值。

假设滑动窗口的长度为L，滑入窗口的能量E(n)如下所示：

设定一个门限值Th，若E(n)>Th，则认为此时有突发信号进入。

在本实施例的步骤S6中，解调处理的具体过程包括：

a1、将位于载波附近携带有用信息的频谱搬移到基带中；

a2、使用相应的滤波器滤出基带信号。

表1为通过本方法，接收到DDC数据，并还原后得到的信道指配协议中指示频率和带宽信息的数据块。

表1

基带信号通过解调与译码过后，得到一系列二进制数据流，表1为Thruaya卫星信号的协议栈，每8bit为一个字节，表1中的四字节包含了我们需要配置DDC通道所需的所有参数。

我们使用该协议栈在二进制数据流中进行匹配，从而获取到我们需要的频点与带宽信息；

其中，ARFCN所占的8bit数据可以解析出频点，可通过公式求得对应的上行和下行频率；(FreqUp：上行频率；FreqDn：下行频率；ARFCN：频点)

FreqUp＝(152500000+ARFCN*3125)*10；

FreqDn＝(162650000+ARFCN*3125)*10；

DownlinkBandwidth所占的3bit数据为下行带宽；

UplinkBandwidth所占的3bit数据为上行带宽。

本实施例所述基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，通过解析获取3G业务的通信频点和带宽，实时配置相应带宽的DDC通道频率，通过简单搜索并解调窄带DDC数据中的3G突发信号，并还原出信息。因为不需要硬件进行突发盲检测和动态配置信道，所以降低了对硬件的设计和开发难度，缩短了系统的开发周期，并且可以有效的获取到THURAYA 3G信号中的可用信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，采用卫星信号侦收设备检测发现THURAYA 3G信号，卫星信号侦收设备包括硬件模块和软件模块，其特征在于，还包括以下步骤：

S1、硬件模块从THURAYA卫星移动通信系统中接收下行信号；

S2、硬件模块通过下变频将下行信号转化为基带信号；

S3、硬件模块对基带信号进行DDC处理；

S4、软件模块对DDC处理后的基带信号进行解调、译码和协议解析，得到下行信号中的信令所指示的3G业务频率和带宽；

S5、硬件模块根据得到的3G业务频率和带宽，选择配置对应的上行DDC通道和下行DDC通道；

S6、硬件模块通过上行DDC通道接收上行DDC数据，通过下行DDC通道接收下行DDC数据，软件模块对接收到的DDC数据进行突发检测和解调处理，还原DDC数据中的信息，完成THURAYA 3G信号的发现。

2.根据权利要求1所述基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其特征在于，所述步骤S1中，下行信号的获取方法是：硬件模块通过广播方式接入THURAYA卫星移动通信系统，之后被动接收THURAYA卫星移动通信系统发送的下行信号。

3.根据权利要求1所述基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其特征在于，所述硬件模块设置有多组不同带宽的DDC通道，其DDC通道的选择配置方法包括以下步骤：

a1、软件模块将下行信令中的3G业务频率和带宽，通过指定协议，下发到硬件模块；

a2、硬件模块根据下行信令中的带宽选择相匹配的DDC通道；

a3、硬件模块为选择到的DDC通道配置3G业务频率，该DDC通道以该频率值为中心频率，接收对应带宽的信号数据。

4.根据权利要求3所述基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其特征在于，所述指定协议为软件模块与硬件模块之间的自定义接口协议。

5.根据权利要求1所述基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其特征在于，所述步骤S6中，软件模块通过滑动窗口法对DDC数据进行突发检测。

6.根据权利要求5所述基于信令引导的THURAYA 3G信号发现方法，其特征在于，所述突发检测的具体过程包括：

软件模块在具有高斯白噪声的无线信道中，将硬件模块接收到的DDC数据的模型标识为x(n)＝i*s(n)+w(n)

其中，w(n)表示输入噪声，i的值为1或0，当i＝0时，x(n)＝w(n),信号中仅存在噪声，当i＝1时，表示DDC数据中有数字信号；

假设滑动窗口的长度为L，滑入窗口的能量E(n)如下所示：

设定一个门限值Th，若E(n)>Th，则认为此时有突发信号进入。

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