CN112823500A - 对遥测信号进行日期标记的方法 - Google Patents

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CN112823500A CN201980064504.0A CN201980064504A CN112823500A CN 112823500 A CN112823500 A CN 112823500A CN 201980064504 A CN201980064504 A CN 201980064504A CN 112823500 A CN112823500 A CN 112823500A
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Abstract

本发明涉及一种对调制信号的数字数据的接收进行日期标记的方法，所述信号通过数字信号对载波或子载波进行调制而得到，数字信号的码元的比特率为载波或子载波的频率的整数分量N，所述方法包括如下步骤：‑利用调制信号的多个样本sm(k)的相位环路进行相干解调，并获得多个解调样本sdm(k)和重构载波的相位；‑使多个解调样本sdm(k)与重构载波的同步相位
Figure DDA0002999549170000011
关联；‑根据使载波从
Figure DDA0002999549170000012
旋转至
Figure DDA0002999549170000013
的时间偏移，确定使得重构载波的相位转到确定值
Figure DDA0002999549170000014
的多个日期，该确定值与至少一个样本sm(k)的接收日期有关。

Description

对遥测信号进行日期标记的方法
技术领域
本发明涉及一种对调制信号的数字数据的接收进行日期标记的方法。
此外，本发明涉及一种用于接收调制的无线信号的电信接收机。
背景技术
在飞行器或航天器的场景下，需要能够从地面在空间和时间上准确地对飞行器或航天器进行定位。通常，在测距技术中，测量由航行器或从地面发送并在地面上的数个远程站中接收的信号的行进时间。
存在多种技术：脉冲测距、半主动测距和被动相关测距。精度要求通常要求信号被特别发送，具有足够的带宽、没有抖动(信号波动)并包括特征标记(主动或半主动测距)。该解决方案在诸如特定传输设备和频谱消耗等资源方面具有固有成本。
在被动测距技术的情况下，对电信信号进行机会性使用，但是该信号并不总是存在(观测或LEO卫星)，且需要对大量数据进行单独的接收和处理。
如图1所示，还可以使用在控制站中接收的、总是存在于乘用航行器10(卫星、无人机等)上的测距信号TM，并在这些控制站中的每一个站对测距信号进行日期标记。因此，站20A处的信号TM和TOA1，站20B处的TOA2的不同接收日期使得可以计算航行器和不同站之间的行进时间差，然后例如通过双曲线三边测量来定位所述航行器。
图2示出了来自控制站的测距信号Stm的接收机的典型结构，所述信号Stm在信号TM的采样和异步数字化之后获得。
所述接收机通常包括：用于从码元流中提取码元的解调器/解映射器单元40、本地振荡器和载波之间的相位和频率分离的估计/校正单元50、以及码元速率和相位的估计单元60。在该解调器之前为重采样器30，重采样器30能够在所述接收机的入口处采样的那些样本之间合成代表信号Stm的样本。因此，重采样器30可以调整有效采样频率和内插相位使用，以与码元同步地对中间样本进行重定时。
具体地，重要的是在眼图的最大开度时间精确地采样测距信号以获得具有最高信噪比的码元。与该时间的任何偏移都将显著地降低由后续接收机单元看到的有效信噪比(SNR)以及码元间干扰(ISI)。
这种传统结构使得在接收机经历受控于外部参考时钟(GPS类型)(例如Costas环路类型)的条件下，能够以微秒级获得对接收到的信号进行日期标记的精确度。
然而，利用这种接收机，无法提高日期标记的精确度。具体地，如前文所述，重采样器在相对于码元速率的最佳时间执行重定时，而这引入了与码元序列的随机特性和通带中接收的噪声有关的、基于时间的抖动。这样的过程因此产生了与输入采样周期成比例的相当大的抖动，其在卫星测距信号的情况下为微秒级。
在对飞行器或航天器进行定位的场境中，这种日期标记的精确度的量级被证明不足以满足适当的定位精确度(误差在一公里以上的量级)。
因此，需要改进测距信号接收机，以能够提出对这种信号的接收进行更精确的日期标记。
发明概述
本发明的目的是减轻上文所述的现有技术的缺点。
尤其，本发明的目的是提出一种用于对信号的数字数据进行日期标记的方法，该方法对载波或子载波进行相干调制，并利用这种调制的特性来改善其日期标记。
有利地，这种方法使得能够非常精确地校正导频序列(已知模式)的日期标记，并显著地减少比特转换的日期标记的变化，从而尤其使得可以对发送这种测距信号的移动航行器进行更好的定位。
本发明的另一个目的是允许该方法利用现有的测距信号，从而避免发送其它信号以进行距离测量。
这种方法还使得当基于地面上接收的给定序列的接收日期重新同步并将该接收日期发送回平台上时，可以提高在不具有高精确度的基于时间的基准的卫星平台上重新同步的精确度。
关于这一点，本发明的主题是一种对调制信号的数字数据的接收进行日期标记的方法，所述信号通过数字信号对载波或子载波进行调制而得到，数字信号的码元速率为载波或子载波的频率的整数分量N；所述方法包括由电信接收机的处理器实现的步骤，这些步骤包括在接收调制信号和对调制信号进行采样之后：
-利用调制信号的多个样本sm(k)的相位环路进行相干解调，并获得多个解调样本sdm(k)和重构载波的相位；
-组合多个解调样本sdm(k)与重构载波的同步相位
Figure BDA0002999549150000031
-根据使载波从
Figure BDA0002999549150000032
旋转至
Figure BDA0002999549150000033
的时间偏移，确定使得重构载波的相位转换至确定值
Figure BDA0002999549150000034
的多个日期，确定值与至少一个样本sm(k)的接收日期有关。
有利地但可选地，根据本发明的方法还可包括至少一个以下特征：
-相干解调步骤包括以下子步骤：
a.通过相位检测器检测相位误差，相位检测器擦除对接收信号的调制；
b.对相位误差进行低通滤波；
-在确定使得转换至
Figure BDA0002999549150000035
的日期的步骤中，与紧接在使得重构载波的相位转换至
Figure BDA0002999549150000036
之前或之后的调制信号的样本sm(k)相关地计算该日期；
-所述方法还包括以下步骤：
ο从使得转换至
Figure BDA0002999549150000037
的多个日期中选择码元转换日期，所述码元转换日期对应于数字信号的码元的转换时间；
ο从所述检测到的码元转换日期开始，通过因子N抽取使得转换至
Figure BDA0002999549150000038
的日期；以及
ο确定多个连续码元的接收日期，多个连续码元对应于通过抽取而得到的使得转换至
Figure BDA0002999549150000041
的日期；
-选择码元转换日期的步骤包括：在信号的N个连续样本的窗口上对解调样本sdm(k)进行积分I(n)的子步骤；
-积分子步骤I(n)在码元的持续时间内执行，码元的持续时间起始于对应于
Figure BDA0002999549150000042
转换的解调信号的每个样本sdm(k)；
-积分子步骤还包括：
c.计算所述积分I(m)的绝对值的平均值M(p)的多个连续索引p，其中，m取Ns个值，Ns个值均具有p模数N的值；以及
d.通过选择使得M(p)最大化的索引p的
Figure BDA0002999549150000043
转换，确定码元转换日期；
-起始于码元转换日期的积分I(n)的值提供数字信号的对应码元；
-比较在M(n-1)检测到的码元转换之前转换至
Figure BDA0002999549150000044
时所计算的M值和在M(n+1)检测到的码元转换之后转换至
Figure BDA0002999549150000045
时所计算的M值，使得当这些值基本上不相等，但是一个值基本上等于M(n)时，能够表征与调制有关的相位模糊度；
-通过将预定转换相位
Figure BDA0002999549150000046
修改为另一个值来解决相位模糊度；
-方法还包括将码元解码为二进制数据；
-方法还包括帧同步步骤，帧同步步骤包括：从码元转换日期开始，通过等于二进制数据帧的预定大小的因子Q进行第二次抽取，以及方法还包括确定多个连续帧的接收日期的步骤，多个连续帧的接收日期对应于通过抽取而得到的使得转换至
Figure BDA0002999549150000047
的日期；和
-帧同步步骤还包括从多个连续帧中选择与确定的导频序列具有最佳相关性的帧，以及确定所述选择的帧的接收日期的步骤。
此外，本发明涉及一种接收调制的无线信号的电信接收机，所述信号通过数字信号对载波或子载波进行调制而得到，数字信号的码元速率为载波或子载波的频率的整数分量N，所述接收机包括：
-解调单元，被配置成在接收调制信号和对调制信号进行采样之后：
ο利用调制信号的多个样本sm(k)的相位环路进行相干解调，并获得多个解调样本sdm(k)和重构载波的相位；
ο组合多个解调样本sdm(k)与重构载波的同步相位
Figure BDA0002999549150000051
ο确定使得重构载波的相位转换至确定值
Figure BDA0002999549150000052
的多个日期，确定值与至少一个样本sm(k)的接收日期有关。
有利地但可选地，根据本发明的电信接收机还可以包括至少一个以下技术特征：
-同步单元(130)，被配置成：
ο从使得转换至
Figure BDA0002999549150000053
的多个日期中选择码元转换日期，所述码元转换日期对应于数字信号的码元的转换时间；
ο基于所述检测到的码元转换日期，通过因子N抽取使得转换至
Figure BDA0002999549150000054
的日期；以及
ο确定多个连续码元的接收日期，多个连续码元对应于通过抽取而得到的使得转换至
Figure BDA0002999549150000055
的日期。
此外，本发明涉及一种航天器或飞行器的定位系统，该定位系统实现如前述特征中的一项所述的方法和/或电信接收机。
附图说明
本发明的其它特征、目的和优点将通过参考以非限制性示例的方式给出的附图阅读以下详细描述而变得显而易见，在附图中：
-已描述的图1表示现有技术的卫星测距系统；
-已描述的图2表示现有技术的无线接收机；
-图3A表示由根据本发明的无线接收机实现的日期标记方法的主要步骤；
-图3B示意性地示出了根据本发明的无线接收机100；
-图4示意性地表示根据本发明的无线接收机100的解调单元120；
-图5示意性地表示根据本发明的无线接收机100的同步单元130；
-图6示意性地表示由根据本发明的解调单元120实现的积分步骤；和
-图7示意性地表示根据本发明的无线接收机100的检测单元140。
具体实施方式
根据有效标准(根据空间数据系统咨询委员会：CCSDS所定义)，卫星测距发送数字数据，通常为二进制或“比特”，其可以根据如下几种方法调制载波：例如相位调制(PM)、相移键控(PSK)和/或脉冲编码调制(PCM)。在所有情况下，上述方法涉及PSK载波的比特的相干调制，其等同于是说码元速率Rs为PSK载波(或子载波)频率Fp的整数分量N。因此，在本发明中，Fp＝N×Rs。
然后，典型的测距系统包括在1400和31200比特/秒之间的二进制比特率。载波的频率Fp与二进制比特率的比值通常在4和16之间。
在说明书的其余部分中，术语“载波”也可以用术语“子载波”代替。具体地，从调制信号看出，由于载波PSK也能够调制另一个信号，因此不需要在这些术语之间进行区分。因此，下文描述的方法可替换地应用于载波或子载波。
图3A示出了由无线通信接收机100实现的信号的日期标记方法，接收机100接收来自例如卫星的无线信号(例如测距信号)作为输入。
参考图3B示出了这种无线接收机100。无线接收机100包括：
-解调单元120；
-同步单元130；和
-导频序列检测单元140。
解调单元
接收机100接收信号Stm，该信号Stm对应于先前以确定的采样速率Fe进行采样的测距信号TM。
采样速率Fe可以被锁定到本地时基上，这意味着周期Te＝1/Fe完全已知且没有误差或漂移。因此，采样日期正好为k*Te，其中k为整数。
此外，可以无限制地承认采样服从奈奎斯特条件，并因此特别是承认Fe>2Fp，这意味着在子载波或载波的每个相位旋转时具有至少两个样本。
因此，在步骤E11中，接收机的解调单元120(如图4所示)接收多个样本Sm(k)，其中k是介于0和Ne-1之间的索引，其中Ne表示无线信号部分的样本数量，并构成了样本块。单元120对具有给定日期Tref的样本块的样本k(例如第一样本)确定日期。该数据Tref可以相对于接收机的本地时基进行定义或者受控于接收机外部的参考，例如相对于GPS脉冲(PPS)的偏移、与外部参考(例如GPS 10MHz)同步的时钟的计数器等。
然后，在步骤E21中，接收机100的解调单元120执行将接收信号Sm(k)解调为Sdm(k)。解调单元120可以包括适当的滤波块121，滤波块121使得所述信号的信噪比最大化。
解调单元120还包括解调单元120的抽取器块122，抽取器块122使得可以减少后续需处理的样本数量。
单元120还包括锁相环和环路滤波器块124，该锁相环由相位检测器块123在接收信号Sm(k)上实现，而所述环路受控于由例如数控振荡器(NCO)类型的振荡器块125生成的参考信号。
相位检测器单元123生成控制锁相环的误差信号。因此，锁相环123放置在抽取器块122之后，测量本地振荡器125生成的信号的相位与接收信号Sm(k)的载波的相位之间的差。
在调制信号Sm(k)的调制具有Netat阶的相位模糊的情况下，相位检测器123必须对调制可以采用的Netat相位值(
Figure BDA0002999549150000071
针对整数p)提供零误差。然后，相位检测器123的功能具有Netat阶的周期性，其通常通过将相位乘以Netat来获得。
环路滤波器块124(通常为二阶，以抵消恒定相位偏置)对相位误差信号进行滤波，以对振荡器块125提供更好的信号。
再次参考图3A，在步骤E22中，单元120向同步单元130发送数据Tref，以及将解调样本Sdm(k)与由振荡器125重构的载波的同步相位
Figure BDA0002999549150000072
组合的多个对。
有利地，这种与每个样本组合的重构相位的提供，使得可以改进日期标记。
在特定实施例中，在步骤E22中，存储区126(例如缓冲区)存储与这样描述的多个对Sdm(k)，
Figure BDA0002999549150000081
组合的日期Tref。
有利地，已知Tref，使得可以知道在该存储区域内的每对Sdm(k)，
Figure BDA0002999549150000082
的精确日期，原因是样本由完全已知的周期Te间隔开。
然后，所述存储区126被发送到同步单元130。
在此阶段，接收机100因此处理带日期标记的样本，该样本的载波相位关于由发射器发送的信号被完全告知。
同步单元(日期标记)
同步单元130接收离开单元120的存储区126作为输入。
因此，如图5所示，积分块131在其输入上接收伴随有重构载波相位
Figure BDA0002999549150000083
和日期标记Tref的解调样本Sdm(k)，例如经由存储区126来接收。随后，Tref被认为是针对k＝0所定义的时间，k指的是样本在存储区中的索引。
参考图6示出了码元，码元被采样成多个样本k。每个码元有数个载波周期Scf，且每个载波周期Scf有数个样本。因此，Scf(n)表示载波的第n个周期。码元的调制与PSK载波相干，码元速率Rs为PSK载波频率的整数分量，表示为Fp＝N×Rs，因此码元在其N个周期上调制载波。
因此，每个码元在将相位转换至1的N个转换中的一个转换以及相同的确定值
Figure BDA0002999549150000084
上开始。该确定值
Figure BDA0002999549150000085
原则上(但不一定)接近于零，且在说明书的其余部分中将被称为重构载波的相位
Figure BDA0002999549150000086
的“零/0转换”。
在步骤E30中，处理伴随有重构载波相位
Figure BDA0002999549150000087
的多个解调样本Sdm(k)，以确定作为载波的周期的函数接收的样本集k。
因此，在E30的子步骤E31中，同步块131通过检测相位
Figure BDA0002999549150000088
的0转换(
Figure BDA0002999549150000089
模数2π)来检测重构载波信号的零转换。时间T(n)为将载波转换至相位0的第n次转换的时间，在时间T(n)和T(n+1)之间定义了载波的周期n，将在载波的周期n上对信号sdm(k)进行积分。
随着每次0转换(
Figure BDA00029995491500000810
模数2π)，积分块131在载波的周期n上执行信号Sdm(k)的积分。在起始于周期n+1的下一个0转换时，积分块131重新初始化积分计算，积分计算被重置为0，且前一个积分的结果S(n)同时作为输出传送至并行操作的多个求和块132。
在E30的子步骤E31中，还将每个输出S(n)与通过外推第k个样本的日期而获得的日期标记相组合，例如根据如下对以弧度计算的相位有效的公式来外推：
Figure BDA0002999549150000091
k(n)对应于被指定为跟随在重构相位的0转换之后的样本k的索引。
因此，T(n)的校正项(其值为
Figure BDA0002999549150000092
)计算将具有索引k和T(n)的样本与载波的相位的零转换分隔开的精确时间周期，从而精确地确定可能对应于码元的起始时间的零转换的日期。
可选地，k可以表示在重构相位的零转换之前的样本的索引，且T(n)的日期标记可以是：
Figure BDA0002999549150000093
Figure BDA0002999549150000094
应注意，在此，相位的零转换对应于
Figure BDA0002999549150000095
和
Figure BDA0002999549150000096
Figure BDA0002999549150000097
其在每次旋转时必然有解，原因是每次旋转至少有两个样本。因此，在这个间隔中取得的相位值并未模糊到最接近的2π。
此外，可选地，可使用样本之间的内插的如下公式：
Figure BDA0002999549150000098
如果使用Fp的标称值，则后一个公式比先前的公式稍微精确一些。然而，如果Fp取NCO的实际瞬时控制值，则这些公式是等效的，原因是
Figure BDA0002999549150000099
Figure BDA00029995491500000910
传统的解调设备不会使用重构相位的值，因此不会精细地对零转换进行日期标记，而是通过定时恢复环路通过添加这种类型的设备固有的抖动(相位噪声)来同步速率。
所提出的设备执行信号的积分以检测码元，但是与传统的解调器不同，所提出的设备在确定码元之间的转换时间之前执行其操作。
具体地，在E30的子步骤E32的实施例中，N个求和块132在由块131输出的N个样本(即，一个码元)的S(n)的窗口上通过以下码元积分函数
Figure BDA0002999549150000101
(其中，0≤p≤N-1表示实体132的数目)并行地执行积分。
每个块132执行一个载波周期的积分偏移。多个块132使得可以在一个码元周期上执行滑动积分，从而覆盖了用于确定码元的所有可能的情况。
其它实施例可以顺序地计算这N个积分，只要它们全部被记录即可。
来自块132的N个并行积分Ip(m)窗口用于提供用于确定N个连续样本S(n)的块的标准，这N个连续样本S(n)的块覆盖单个码元，并因此在N个连续的可能性中必须从载波相位的零转换处开始。对应于所发送的码元转换时间的子载波的相位的零转换的这种确定方式，在本文的其余部分中将被称为码元起始模糊度解算。
此外，可以有数个具有相同值的连续发送的码元。然而，为了确定码元的正确起始周期，必须观察码元转换。
因此，在步骤E33中，块133执行码元起始模糊度解算，并在选择了对应于码元转换的载波的正确零转换popt之后选择正确的输出
Figure BDA0002999549150000102
为此，计算在Ns个码元的持续时间内m的Ip(m)的绝对值的平均值(以下表示为M(p))，并保持在0到N-1范围内使p的该值最大化(该值将表示为popt)的平均值。长度Ns被预先确定为SNR和码元速率的函数。
只要块133已找到索引popt的正确输出，只要(子)载波保持同步，即锁相环被锁定到完整的信号上，索引popt的正确就保持有效。
因此，此后，块133通过样本的N执行实际抽取，且只有索引popt的块132对于操作仍然是必需的。然而，在一个实施例中，规则地激活所有块132以确认正确的码元同步。
模块133还检测在块131中执行的积分的半周期内一个载波的可能偏移(更一般地在具有两个状态和1/Netat的调制的优选实施例的场景中)，以对积分计算进行重新定时，以使之与码元转换保持一致。
具体地，可能发生的是，所恢复的载波具有数个可能的相位分离值，这些相位分离值具有所接收的信号的(子)载波的相位。这就是所谓的相位模糊现象。无论使用何种调制，如果Netat为调制的状态的数量，则载波被恢复成具有相位模糊度
Figure BDA0002999549150000111
这在实践中意味着
Figure BDA0002999549150000112
其中p的取值为0和Netat-1之间的整数值。
这种模糊度来自载波相位检测块123，如上所述，载波相位检测块123通过对调制的相位状态传递零值来擦除调制。最常用的方法是通过将模数2*π的信号的相位乘以Netat来提取载波相位，其生成了模数2π/Netat的模糊度。
因此，在用两个相位状态进行调制的情况下，如果已从一个载波周期上的正确半周期开始计算上文所定义的值M(p)，则M(p-1)近似等于M(p+1)加上或减去噪声，且M(p)严格大于这两个值。
在相反的情况下，如果积分发生在不正确的半周期上，则M(p)基本上等于M(p-1)或M(p+1)，原因是峰值在载波的正确相位位置之前的一个半周期的位置和载波的正确相位位置之后的一个半周期的位置上被共享。
为了解决半周期模糊度的问题，在优选实施例中，模块133计算阈值S0＝(M(p模数N)+min(M((p-1)模数N)，M((p+1)模数N)))/2。然后，模块133从M(p模数N)、M((p-1)模数N)、M((p+1)模数N)中对高于该阈值的值的数量进行计数。
在没有值高于阈值S0的情况下，则在正确的半周期上计算码元的积分，且该积分具有最大幅值。
在相反的情况下，积分发生在不正确的半周期上，则有必要使积分偏移一个半周期。
因此，块133确定正确的半周期，并将该信息提供给块131，块131随后根据起始半周期的选择器，来检测相位
Figure BDA0002999549150000113
的0转换或π转换(实际上为
Figure BDA0002999549150000114
)。
在块133的输出上，块133以对应于通过N抽取载波的速率的速率给索引i的每个码元提供数据对(I(i)，Tm(i))。I(i)为在之前的步骤中选择的最大幅值的积分I(popt)以及Tm(i)为T(popt)。可选地，T(i)可以为在围绕popt的固定时间间隔内求平均的且可以偏移固定时间周期的日期，以根据所使用的日期标记约定指示码元中的中间位置或另一预定位置。
该数据对被提供给检测单元140。
关于载波相对于码元转换的周期偏移和半周期偏移的信息由选择器块133来确定并返回到块131，其目的是初始化同步单元130对数据对的计算。所述信息也可以再次以规则的间隔被确定，其目的是检查通过同步单元130对数据对的计算。
在相位模糊度的阶数大于2的情况下，适当的做法为稍微修改上文所示的算法。常用方法包括计算在标准定时恢复环路中使用的码元同步标准，以用于所考虑的调制，其发生在零转换的N个可能位置上，然后选择使该标准最大化的一个位置。例如，在用于4个状态的Costas环路中，将在解调单元120中执行频率到复数的转换，且该标准变成在同相信道I和正交信道Q上计算一次的M(n)的最大值。
因此，在该阶段，接收机100处理对应于待确定的原始码元(在解码和判定之前)的值的积分值I(p)，所述值与码元起始的载波的相位的零转换的时间的日期标记相组合。
有利地，该日期标记比通过传统速率同步算法获得的日期标记更精确，原因是传统速率同步算法引入了与信号的采样速率和码元速率之间的固有异步相关的抖动。
检测单元140
然后，如图7所示，导频序列检测单元140可以检测所述序列的第一码元或任何其它预定码元并对所述序列的第一码元或任何其它预定码元进行时间标记。该导频序列可以是被编码或以其它方式被俗称为同步字的码元序列，或者例如纯音。
在步骤E40中，处理从单元130接收的数据对(I(i)，Tm(i))，以通过软/硬解码来对每个所选择的和I(i)进行解码，从而估计至少一个最可能的二进制值。硬解码用于处理采用一组固定且可计算的可能值(例如0和1)的数据，而软解码用于处理在通常表示似然性的值的范围内定义的数据。
因此，在E40的子步骤E41中，从单元130接收的数据对(I(i)，Tm(i))由单元140的概率估计块141处理，在步骤E41中，单元140的概率估计块141在其输出上呈现I(n)等于1或0的概率。概率估计单元141例如是限幅器电路类型。然后，在E40的子步骤E42中，由解码单元142根据已使用的信道编码(turbo编码、LDPC、维特比(Viterbi)、里德-所罗门(Reed-Solomon)等)来处理概率。
检测单元140还使得在E40的子步骤E43中，在调制信号Stm的码元序列不来自于用于传输信道的误差校正器编码的情况下可以直接处理I(i)。
在本场景中，判定块143确定通过将I(i)与阈值进行比较而确定发送的码元的值。例如，对于码元为比特的二进制编码，如果I(i)是负的，则组合比特等于0，且在相反的情况下，组合比特等于1(硬比特解码)。
在步骤E44中，根据是否存在该信道编码，选择块144将解码信号或未解码信号呈现给帧同步块145。
在步骤E45中，帧同步块145还被配置成检测预定义的导频序列，以在给定长度的帧中检测Q个比特。通常，这种检测通过对比特序列与期望的导频序列的相关性进行滑动计算来完成，检测标准为使得该相关性的绝对值最大化的检测标准。
因此，帧同步块145每隔Q个比特检测导频序列。在检测的情况下，单元140可以在其输出Thead(j)上呈现检测到的序列的第一比特B(q)的日期Tm(qt)。
在步骤E46中，分组生成块146接收该数据，然后可以生成包含日期Thead(j)以及分组标识符Id(j)(例如，帧计数器号码)的消息。分组标识符Id(j)用作由单独的接收站生成的分组之间的公共参考。
该分组被发送到控制中心，控制中心可以基于该信息，例如通过三边测量，通过比较由至少两个测距信号接收站发送的、具有相同标识符Id(n)的分组的日期，来确定移动站的位置。
无线信号接收机100和所提出的方法通过利用相干调制，使得不再使用例如定时恢复环路对信号进行重新采样，，就可以在整个处理过程中保持样本和载波相位之间的相干性。有利地，这种接收机100/方法使得可以非常精确地测量导频序列的日期标记，并显著地改善码元转换的日期标记的变化，以使得尤其可以更好地定位发送了这种测距信号的移动航行器。因此，这种接收机100/方法的实现使得可以实现纳秒级的标准偏差(将时基视为完美的)，并因此实现低于GPS的量级的量级。

Claims (15)

1.一种对调制信号的数字数据的接收进行日期标记的方法，所述信号通过数字信号对载波或子载波进行调制而得到，所述数字信号的码元速率为所述载波或子载波的频率的整数分量N；所述方法包括由电信接收机的处理器实现的步骤，所述步骤包括在接收所述调制信号和对所述调制信号进行采样之后：
-利用所述调制信号的多个样本sm(k)的相位环路进行相干解调，并获得多个解调样本sdm(k)和重构载波的相位；
-组合所述多个解调样本sdm(k)与所述重构载波的同步相位
Figure FDA0002999549140000011
-根据使所述载波从
Figure FDA0002999549140000012
旋转至
Figure FDA0002999549140000013
的时间偏移，确定使得所述重构载波的相位转换至确定值
Figure FDA0002999549140000014
的多个日期，所述确定值与至少一个样本sm(k)的接收日期有关。
2.根据前一项权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，所述相干解调步骤包括以下子步骤：
a.通过相位检测器检测相位误差，所述相位检测器擦除对接收信号的调制；
b.对所述相位误差进行低通滤波。
3.根据前述权利要求中的一项所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，在确定使得转换至
Figure FDA0002999549140000015
的日期的步骤中，与紧接在使得所述重构载波的相位转换至
Figure FDA0002999549140000016
之前或之后的所述调制信号的样本sm(k)相关地计算所述日期。
4.根据前述权利要求中的一项所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，还包括以下步骤：
-从使得转换至
Figure FDA0002999549140000017
的所述多个日期中选择码元转换日期，所述码元转换日期对应于所述数字信号的码元的转换时间；
-从所述检测到的码元转换日期开始，通过因子N抽取使得转换至
Figure FDA0002999549140000018
的日期；以及
-确定多个连续码元的接收日期，所述多个连续码元对应于通过所述抽取而得到的使得转换至
Figure FDA0002999549140000019
的日期。
5.根据前一项权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，所述选择码元转换日期的步骤包括：在所述信号的N个连续样本的窗口上对所述解调样本sdm(k)进行积分I(n)的子步骤。
6.根据前一项权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，所述积分子步骤I(n)在码元的持续时间内执行，所述码元的持续时间起始于对应于
Figure FDA0002999549140000021
转换的解调信号的每个样本sdm(k)。
7.根据前一项权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，所述积分子步骤还包括：
e.计算所述积分I(m)的绝对值的平均值M(p)的多个连续索引p，其中，m取Ns个值，所述Ns个值均具有p模数N的值；以及
f.通过选择使得M(p)最大化的索引p的
Figure FDA0002999549140000022
转换，确定所述码元转换日期。
8.根据前一权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，起始于所述码元转换日期的积分I(n)的值提供所述数字信号的对应码元。
9.根据权利要求7所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，比较在M(n-1)检测到的码元转换之前转换至
Figure FDA0002999549140000023
时所计算的M值和在M(n+1)检测到的码元转换之后转换至
Figure FDA0002999549140000024
时所计算的M值，使得当这些值基本上不相等，但是一个值基本上等于M(n)时，能够表征与调制有关的相位模糊度。
10.根据前一项权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，通过将预定转换相位
Figure FDA0002999549140000025
修改为另一个值来解决相位模糊度。
11.根据权利要求4至9中的一项所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，所述方法还包括将所述码元解码为二进制数据。
12.根据前一项权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，所述方法还包括帧同步步骤，所述帧同步步骤包括：从码元转换日期开始，通过等于二进制数据帧的预定大小的因子Q进行第二次抽取，以及所述方法还包括确定多个连续帧的接收日期的步骤，所述多个连续帧的接收日期对应于通过所述抽取而得到的使得转换至
Figure FDA0002999549140000026
的日期。
13.根据前一项权利要求所述的对数字数据的接收进行日期标记的方法，其中，所述帧同步步骤还包括从多个连续帧中选择与确定的导频序列具有最佳相关性的帧，以及确定所述选择的帧的接收日期的步骤。
14.一种接收调制的无线信号的电信接收机(100)，所述信号通过数字信号对载波或子载波进行调制而得到，所述数字信号的码元速率为所述载波或子载波的频率的整数分量N，所述接收机包括：
-解调单元(120)，被配置成在接收所述调制信号和对所述调制信号进行采样之后：
ο利用所述调制信号的多个样本sm(k)的相位环路进行相干解调，并获得多个解调样本sdm(k)和重构载波的相位；
ο组合所述多个解调样本sdm(k)与所述重构载波的同步相位
Figure FDA0002999549140000031
ο确定使得所述重构载波的相位转换至确定值
Figure FDA0002999549140000032
的多个日期，所述确定值与至少一个样本sm(k)的接收日期有关。
15.根据前一项权利要求所述的接收调制的无线信号的电信接收机(100)，所述接收机还包括：
-同步单元(130)，被配置成：
ο从使得转换至
Figure FDA0002999549140000033
的所述多个日期中选择码元转换日期，所述码元转换日期对应于所述数字信号的码元的转换时间；
ο基于所述检测到的码元转换日期，通过因子N抽取使得转换至
Figure FDA0002999549140000034
的日期；以及
ο确定多个连续码元的接收日期，所述多个连续码元对应于通过所述抽取而得到的使得转换至
Figure FDA0002999549140000035
的日期。
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