CN111614591A

CN111614591A - 一种信号快速捕获的方法及系统

Info

Publication number: CN111614591A
Application number: CN202010436086.8A
Authority: CN
Inventors: 王争儿
Original assignee: Huizhongxingzhi Technology Beijing Co ltd
Current assignee: Huizhong Xingzhi Technology Beijing Co ltd; Ningxia Jingui Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: CN111614591B

Abstract

本发明公开了一种信号快速捕获的方法及系统，该方法包括：将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号将N路信号中每路信号放置到对应的频点上；根据每路信号的数据与参考模型之间进行计算，得到每路信号各自对应的参考频偏值；在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值；在满足预设条件的频偏值对应的第K路信号中提取出对应的需求数据。通过该方法可以在通过多路信号并行运算，同时通过筛选方式可以快速的定位出具有最佳采样点的频点，从而快算的定位出最佳信号，最大程度上的减少了信号解调时间，保证了信号的实时处理需求。

Description

一种信号快速捕获的方法及系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号快速捕获的方法及系统。

背景技术

数字调制解调技术是现代化通信的关键技术，它具有抗干扰能力强、易于处理等诸多优点。为此就需要寻找一种更优越的调制方式，它要求信号具有恒定的包络、连续的相位、频谱尽可能集中在主瓣，旁瓣滚降衰减快等适合非线性信道传输的特点，满足以上要求的恒包络连续相位调制技术应运而生。GMSK是恒包络连续相位调制技术的典型代表，常用于移动通信等领域。

通用船载自动识别系统应答器(AIS)是一种利用海上VHF频段的船载航行信息交换设备，它不仅能够自动发送本船的相关信息，而且还可以接收周围其它船舶的信息，采用的主要技术是自组织时分多址接续(SOTDMA)方式进行信息交换。AIS系统通俗的所就是要解决船舶、海岸以及和卫星自通信问题。

主要面对的困难是：

1、海杂波带来的信道变化复杂情况。

2、频偏偏移较大。它主要是由地球曲线引起的，多普勒偏移较大，和常规通信的带宽偏差10％来说，差异有可能超过100％的频率偏差。

3、信号非常短，一般少于100个报文。

发明内容

本发明实施例提供了一种快速捕获解调方法及系统，用以解决现有技术中存在的上述问题。

其具体的技术方案如下：

一种信号快速捕获的方法，所述方法包括：

将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号，其中，N为大于等于2的正整数；

将N路信号中每路信号放置到对应的频点上；

根据每路信号的数据与参考模型之间进行计算，得到每路信号各自对应的参考频偏值；

在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值；

在满足预设条件的频偏值对应的第K路信号中提取出对应的需求数据，其中，K为大于等于1的正整数。

可选的，将N路信号中的每路信号放置到对应的频点上，包括：

按照预设频点范围，确定出N个频点；

依次将第一路信号至第N路信号放置到对应的频点。

可选的，在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值，包括：

将N个参考频偏值带入到指定公式，得到N个基准偏差值；

在N个基准偏差值中确定出最大的基准频差值，并将最大的基准偏差值对应的频差值作为满足预设条件的频差值。

可选的，所述指定公式具体为：

其中，所述Λdata基准偏差值结果，K为频点，j为常数。

可选的，在将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号之前，所述方法还包括：

将采样得到的待测信号搬移到零频，并通过数字抽取系统，将所述待测信号中的数据的倍数调整为带宽的倍数；

对所述待测信号进行能量检测，得到所述信号。

一种信号快速捕获的系统，包括：

预处理模块，用于将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号，将N路信号中每路信号放置到对应的频点上，得到N路信号，其中，N为大于等于2的正整数；

执行模块，用于根据每路信号的数据与参考模型之间进行计算，得到每路信号各自对应的参考频偏值；在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值；在满足预设条件的频偏值对应的第K路信号中提取出对应的需求数据，其中，K为大于等于1的正整数。

可选的，所述预处理模块，具体用于按照预设频点范围，确定出N个频点；依次将第一路信号至第N路信号放置到对应的频点。

可选的，所述执行模块，具体用于将N个参考频偏值带入到指定公式，得到N个基准偏差值；在N个基准偏差值中确定出最大的基准频差值，并将最大的基准偏差值对应的频差值作为满足预设条件的频差值。

可选的，所述预处理模块，具体用于将采样得到的待测信号搬移到零频，并通过数字抽取系统，将所述待测信号中的数据的倍数调整为带宽的倍数；对所述待测信号进行能量检测，得到所述信号。

通过本发明所方法包括：将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号将N路信号中每路信号放置到对应的频点上；根据每路信号的数据与参考模型之间进行计算，得到每路信号各自对应的参考频偏值；在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值；在满足预设条件的频偏值对应的第K路信号中提取出对应的需求数据。通过该方法可以在通过多路信号并行运算，同时通过筛选方式可以快速的定位出具有最佳采样点的频点，从而快算的定位出最佳信号，最大程度上的减少了信号解调时间，保证了信号的实时处理需求。

附图说明

图1为本发明实施例中一种信号快速捕获的方法流程图；

图2为本发明实施例中一种信号快速捕获的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种信息处理方法的流程图，该方法包括：

S101，将获取到的信号进行复制，得到N路信号；

S102，将N路信号中每路信号放置到对应的频点上；

S103，根据每路信号的数据与参考模型之间进行计算，得到每路信号各自对应的参考频偏值；

S104，在参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值；

S105，在满足预设条件的频偏值对应的第K路信号中提取出对应的需求数据。

具体来讲，在执行本发明技术方案之前，首先需要进行参数设置，这样可以按照设置的参数进行数据处理。

首先设置范围信号检测范围为正负16k，设为突发信号，符号字数128，引导符号16个，信号带宽19.2Khz，中频70Mhz，实际信号偏差15Khz。

将采样以后的信号，搬移到零频，并且通过适合的数字抽取系统，将数据的倍数变为适合信号带宽的4倍关系。

对处理完的信号进行信号检测，此处的检测是通过能量检测方法进行检测，具体的检测原理如下：

a、随机抽取一段信号，长度可以为256个采样率符号；

b、求出该段信号的平均值，并且将该平均值存放在N1；

c、随机抽取32次抽取，并循环步骤a和步骤b32次操作，其中随机抽取也可以均匀抽取0.1s；

d、将N1～N32次的值，再求一次平均值，得到中的mean32值；

e、由公式

将其设定为当前的门限值，其中data是AD的最高位数；

f、下一次采样时间c，将N1抛弃，计算N2～N33的32个数据，得到新的mean_p：

g、循环上述步骤，最终得到能量检测信号。

在通过能量检测之后，提取出有可能的信号部分，并调制中端信号的功率范围，以利于后续的信号解调。

在得到最终需要的信号之后，首选对该信号进行复制，得到N路信号，在本发明实施例中可以复制15次，从而得到16路信号。

在得到16路信号之后，将该16路信号放置到16个对应频点上，这里需要说明是，这里的放置方法是将一路信号放置到一个频点上，比如说本发明实施例中的15个频点为14khz、10khz、6khz、2khz、-2khz、-6khz、-10khz、12khz、8khz、4khz、0khz、-4khz、-8khz、-12khz，覆盖了所有正负16Khz的信号检测范围。

将所有频点上的信号输入到大频偏检测模块，将这N路信号中每路信号的数据与参考模型之间进行计算，也就是第一路信号至第N路信号都与参考模型之间进行一个计算，从而得到N个参考频偏值。

将这N个参考频偏值与带入到指定公式，得到N个基准偏差值，这里的指定公式为：

其中，所述Λdata基准偏差值结果，K为频点，j为常数。

然后在N个基准偏差值中确定出最大的基准偏差值，该最大的基准偏差值就对应了一个参考频偏值，最后将确定出的参考频偏值作为满足预设条件频偏值。

基于以上的算法就可以确定出一个满足预设条件的频偏值，通过该频偏值就可以确定出该信号是对应那个频点上的信号，比如说该信号为-2khz上的信号，则说明在-2khz频点上的信号是最优信号，-2khz这频点为最佳采样点。

提取出确定频电上的信号数据，从而完成本次解调。

通过本发明实施例所提供的方法，可以在通过多路信号并行运算，同时通过筛选方式可以快速的定位出具有最佳采样点的频点，从而快算的定位出最佳信号，最大程度上的减少了信号解调时间，保证了信号的实时处理需求。

下面通过具体应用场景以及对比表来对本发明技术方案做进一步的说明。

某海上通信系统，GMSK发送156M，带宽9.6kbps，突发信号24bit引导头，数据长度136bit，频偏±3k，解调时间小于0.1s。

系统在FPGA上实现，与上述描述的一比特非相关解调、两比特非相关解调和维特比卷积法都需折算开销，这些方式对应的性能表如表1所示。

表1

通过表1所示可以看出，本发明所提供的技术方案大大的降低了捕获时间，从而实现了快速捕获，并且在误码率以及丢帧率上与有明显的提升。

对应本发明实施例所提供的方法，本发明实施例中还提供了一种信号快速捕获的系统，如图2所示为本发明实施例中一种信号快速捕获的系统结构示意图，该系统包括：

预处理模块201，用于将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号，将N路信号中每路信号放置到对应的频点上，得到N路信号，其中，N为大于等于2的正整数；

执行模块202，用于根据每路信号的数据与参考模型之间进行计算，得到每路信号各自对应的参考频偏值；在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值；在满足预设条件的频偏值对应的第K路信号中提取出对应的需求数据，其中，K为大于等于1的正整数。

进一步，在本发明实施例中，所述预处理模块201，具体用于按照预设频点范围，确定出N个频点；依次将第一路信号至第N路信号放置到对应的频点。

进一步，在本发明实施例中，所述执行模块202，具体用于将N个参考频偏值带入到指定公式，得到N个基准偏差值；在N个基准偏差值中确定出最大的基准频差值，并将最大的基准偏差值对应的频差值作为满足预设条件的频差值。

进一步，在本发明实施例中，所述预处理模块201，具体用于将采样得到的待测信号搬移到零频，并通过数字抽取系统，将所述待测信号中的数据的倍数调整为带宽的倍数；对所述待测信号进行能量检测，得到所述信号。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种信号快速捕获的方法，其特征在于，所述方法包括：

将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号，其中，N为大于等于2的正整数：

将N路信号中每路信号放直到对应的频点上：

根据每路信号的数据与参考模型之间进行计算，得到每路信号各自对应的参考频偏值：

在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值：

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，将N路信号中的每路信号放直到对应的频点上，包括：

按照预设频点范围，确定出N个频点：

依次将第一路信号至第N路信号放直到对应的频点。

3.如权利要求1所述的方法，其特1正在于，在所述参考频偏值中确定出满足预设条件的频偏值，包括：

将N个参考频偏值带入到指定公式，得到N个基准偏差值：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指定公式具体为：

其中，所述Λdata基准偏差值结果，K为频点，j为常数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号之前，所述方法还包括：

将采样得到的待测信号搬移到零频，并通过数字抽取系统，将所述待测信号中的数据的倍数调整为带宽的倍数：

对所述待测信号进行能量检测，得到所述信号。

6.一种信号快速捕获的系统，其特征在于，包括：

预处理模块，用于将获取预处理的信号，并对所述信号进行复制，得到N路信号，将N路信号中每路信号放直到对应的频点上，得到N路信号，其中，N为大于等于2的正整数：

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预处理模块，具体用于按照预设频点范围，确定出N个频点：依次将第一路信号至第N路信号放直到对应的频点。

8.如权利要求6所述的系统，其特1正在于，所述执行模块，具体用于将N个参考频偏值带入到指定公式，得到N个基准偏差值；在N个基准偏差值中确定出最大的基准频差值，并将最大的基准偏差值对应的频差值作为满足预设条件的频差值。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预处理模块，具体用于将采样得到的待测信号搬移到零频，并通过数字抽取系统，将所述待测信号中的数据的倍数调整为带宽的倍数；对所述待测信号进行能量检测，得到所述信号。