CN111555797A - 一种卫星移动通信系统rach突发的解调方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星移动通信系统RACH突发的解调方法，它涉及卫星移动通信系统信关站设计技术。本发明针对传统的解调方法计算量大、实现复杂等问题，通过差分检测、定时同步、载波同步、初相估计、软信息提取等模块实现RACH突发的解调。本发明具有解调方法简单、计算量小，有利于硬件实现等优点，特别适合卫星移动通信系统RACH突发的解调。

Description

一种卫星移动通信系统RACH突发的解调方法
技术领域
本发明属于卫星移动通信领域，涉及一种RACH突发的解调方法，适用于卫星移动通信系统信关站对RACH突发的解调。
背景技术
静止轨道卫星移动通信空中接口技术规范(GEO-Mobile Radio Interface)，由欧洲标准化研究所(ETSI)发布，分为GMR-1和GMR-2版本。多数卫星移动通信系统在面向卫星的空中接口都支持GMR系列标准，例如亚洲蜂窝系统(ACeS)、国际海事卫星系统(Inmarsat)、瑟拉亚卫星系统(Thuraya)等。
在该类卫星移动通信系统中，随机接入信道(RACH)突发属于单向上行链路，用于终端随机竞争接入，请求SDCCH或TCH的分配。RACH突发是系统业务的初始使用信号，存在较大的时偏和频偏。
传统的RACH突发解调方法一般采用二维的时频搜索方法实现定时同步和载波同步，计算量大，实现复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对传统的解调方法计算量大、实现复杂等问题，设计了一种简单快速的RACH解调方法。
本发明采用的技术方案为：
一种卫星移动通信系统RACH的解调方法，包括如下步骤：
(1)差分检测模块采用差分相关检测方法对RACH突发信号进行信号检测，若检测成功，则输出信号的时间位置，否则舍弃信号，等待下次检测；
(2)定时同步模块根据步骤(1)检测的信号时间位置，进行定时同步，输出符号数据；
(3)载波同步模块对步骤(2)输出的符号数据，估计频率，进行载波同步；
(4)初相估计模块对步骤(3)的输出的符号数据进行相位估计，去除初相；
(5)软信息提取模块对步骤(4)输出的符号数据进行软信息提取，送入译码器译码；
完成卫星移动通信系统RACH突发的解调。
其中，所述步骤(1)具体为：
差分检测模块对接收信号进行延时相乘后，构造新的差分信号，并将本地独特码符号进行延时相乘后，构造新的差分信号；利用差分相关检测方法，在检测窗口内每次滑动一个样点，计算一次两个差分信号的相关值，在检测窗口内对相关值进行峰值检测，如果峰值超过设置的阈值，则检测成功，输出峰值所在的时间位置，否则舍弃信号，继续等待检测。
其中，所述步骤(2)具体为：定时同步模块以步骤(1)输出的时间位置开始，每隔一个符号周期，从接收信号中抽取样点数据作为符号数据。
其中，所述步骤(3)中，频率估计方法使用FFT方法，对符号数据去调制后，进行FFT运算，估计频率。
其中，所述步骤(4)中，相位估计方法使用V&V算法。
其中，所述步骤(5)中软信息提取方法具体为：对符号数据相位旋转(1-k)π/4，取每个符号的虚部和实部依次排列，得到软信息序列。
本发明与背景技术相比，具有以下优点：
本发明实现简单，通过差分相关检测方法，将二维的时频同步过程，变为两个一维的时频同步过程，串行实现，计算量小，有利于硬件实现。
附图说明
图1为本发明的模块图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明RACH突发的构成图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
参照图1模块框图，本发明包括以下模块：差分检测、定时同步、载波同步、初相估计和软信息提取。差分检测模块检测RACH突发信号的存在性和时间位置，定时同步模块进行符号恢复，载波同步模块估计信号频率实现载波同步，初相估计模块估计信号相位去除初相，软信息提取模块提取符号软信息后送入译码器译码。
参照图2，本发明所述方法包括以下步骤：
S101差分检测模块是RACH突发解调的开始，功能是检测突发信号的存在性，当突发信号存在时，输出信号的时间位置，如果突发信号不存在，则舍弃信号，继续等待检测。本步骤具体包括：
(1)可参阅图3，RACH突发信号由保护周期、编码比特、独特码、CW(编码是全1)、哑比特(编码是全0)等域内容构成。调制方式采用π/4-CQPSK，数据符号和调制符号的相位映射关系如下表所示。
数据符号(d<sub>k</sub>) 调制符号(a<sub>k</sub>)
00 (1+j0)e<sup>jkπ/4</sup>
01 (1+j1)e<sup>jkπ/4</sup>
11 (-1+j0)e<sup>jkπ/4</sup>
10 (1-j0)e<sup>jkπ/4</sup>
独特码穿插在突发信号中，是一组已知的信息比特序列。独特码具有自相关性好、互相关性差特点，通过检测独特码，可以检测RACH突发信号。
(2)检测方法使用差分相关检测。差分相关法又称延时相乘法，消除了载波频差的对相关检测的影响，使检测变为一维的时间搜索。接收信号经过下变频后，形成基带信号。对接收信号进行延时相乘后，构造新的差分信号。本地独特码符号也进行延时相乘，构造新的差分信号，利用相关检测方法检测独特码信号。在检测窗口内每次滑动一个样点，计算一次相关值。在检测窗口内对相关值进行峰值检测，如果峰值超过设置的阈值，则检测成功，输出峰值所在的时间位置，否则舍弃信号，继续等待检测。
S102定时同步模块根据步骤S101输出的时间位置，进行符号恢复，实现定时同步。以步骤S101输出的时间位置开始，每隔一个符号周期，从接收信号中抽取样点数据作为符号数据。
S103载波同步模块对步骤S102输出的符号数据进行频率估计，去除频偏后，实现载波同步。频率估计方法使用FFT方法，对符号数据去调制后，进行FFT运算，估计频率。
S104初相估计模块对步骤S103的输出符号数据进行相位估计，去除初相后，将信号送入软信息提取模块。相位估计方法使用V&V算法。
S105软信息提取模块对步骤S104输出的符号数据进行软信息的提取，送入译码器进行译码。RACH突发采用π/4-CQPSK调制，对符号数据相位旋转(1-k)π/4，取每个符号的虚部和实部依次排列，就能得到软信息序列。
以上完成卫星移动通信系统RACH突发的解调。

Claims (4)

1.一种卫星移动通信系统RACH突发的解调方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)差分检测模块采用差分相关检测方法对RACH突发信号进行信号检测，若检测成功，则输出信号的时间位置，否则舍弃信号，等待下次检测；
(2)定时同步模块根据步骤(1)检测的信号时间位置，进行定时同步，输出符号数据；
(3)载波同步模块对步骤(2)输出的符号数据，估计频率，进行载波同步；
(4)初相估计模块对步骤(3)的输出的符号数据进行相位估计，去除初相；
(5)软信息提取模块对步骤(4)输出的符号数据进行软信息提取，送入译码器译码；
完成卫星移动通信系统RACH突发的解调。
2.根据权利要求1所述的一种卫星移动通信系统RACH突发的解调方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：
差分检测模块对接收信号进行延时相乘后，构造新的差分信号，并将本地独特码符号进行延时相乘后，构造新的差分信号；利用差分相关检测方法，在检测窗口内每次滑动一个样点，计算一次两个差分信号的相关值，在检测窗口内对相关值进行峰值检测，如果峰值超过设置的阈值，则检测成功，输出峰值所在的时间位置，否则舍弃信号，继续等待检测。
3.根据权利要求1所述的一种卫星移动通信系统RACH突发的解调方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：定时同步模块以步骤(1)输出的时间位置开始，每隔一个符号周期，从接收信号中抽取样点数据作为符号数据。
4.根据权利要求1所述的一种卫星移动通信系统RACH突发的解调方法，其特征在于，所述步骤(5)中软信息提取具体为：对符号数据相位旋转(1-k)π/4，取每个符号的虚部和实部依次排列，得到软信息序列。
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