CN113765580A - 基于双峰检测的捕获方法及装置 - Google Patents

基于双峰检测的捕获方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113765580A
CN113765580A CN202111070208.7A CN202111070208A CN113765580A CN 113765580 A CN113765580 A CN 113765580A CN 202111070208 A CN202111070208 A CN 202111070208A CN 113765580 A CN113765580 A CN 113765580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shift register
peak value
sequence
length
stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111070208.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113765580B (zh
Inventor
王建军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd filed Critical Sichuan Andi Technology Industrial Co Ltd
Priority to CN202111070208.7A priority Critical patent/CN113765580B/zh
Publication of CN113765580A publication Critical patent/CN113765580A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113765580B publication Critical patent/CN113765580B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18513—Transmission in a satellite or space-based system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

一种基于双峰检测的捕获方法及装置，方法包括：将基带信号依次送入移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B；将移位寄存器A中的基带信号与后导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第一级峰值A；将移位寄存器B中的基带信号与前导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第二级峰值B；将第一级峰值A与第二级峰值B进行综合判定，当第一级峰值A与第二级峰值B中有一个加权超过第一门限阀值，或两者相加超过第二门限阀值时，则捕获判定成功。利用物理帧的前导序列与后导序列来形成捕获过程，将捕获相关峰进行时空分割，形成双峰检测，降低信道噪声对捕获的影响。

Description

基于双峰检测的捕获方法及装置
技术领域
本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种基于双峰检测的捕获方法及装置。
背景技术
卫星链路采用透明转发方式，卫星终端可自发自收，卫星链路信号成功捕获是实现卫星信号接收的先决条件，因此如何提高卫星信号的捕获能力是卫星链路设计考虑的首要因素。影响卫星链路信号捕获能力的影响因素有：已知序列的长度、已知序列的自相关性、已知序列的分布、链路频偏等。
当前已知卫星系统均采用物理帧的前导序列来实现卫星链路信号的捕获，后导序列并未参与捕获过程，或物理帧结构设计中未含有后导序列。提高前导序列的长度是提高卫星链路捕获能力的最有效的方式，但其将直接导致卫星链路传输效率的降低。
现有的卫星通信技术领域，已出现相关的提高捕获能力的方法，主要聚焦于提高抗频偏范围，而优化已知序列分布或利用后导序列来提高捕获性能的却鲜有研究。如专利公开号CN113050130A，提出的卫星通信高动态突发信号的捕获方法及装置，该专利文献公开了基于多并行通道进行多普勒分割补偿的方式，对信号进行变频补偿处理，提高系统的捕获性能；但不可避免的加大了系统芯片资源的占用，系统仅利用前导序列进行捕获，基于低信噪比指标，捕获能力有限。又如专利公开号CN105656511A提供的一种适应于有频偏和低信噪比环境下的差分相关捕获方法，该专利文献公开了一种基于分段M阶差分相关运算的实现低信噪比与抗频偏性能的平衡，兼顾了系统的抗频偏性能和抗低信噪比要求；但M阶差分相关运算对系统的低信噪比的捕获性能造成损伤，系统仅利用前导序列进行捕获，未能有效的提高系统的捕获能力。
发明内容
针对上述相关现有技术不足，本发明提供一种基于双峰检测的捕获方法及装置，用于提高卫星信号的突发捕获能力，利用物理帧的前导序列与后导序列来形成捕获过程，将捕获相关峰进行时空分割，形成双峰检测，降低信道噪声对捕获的影响。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种基于双峰检测的捕获方法，包括步骤：
将基带信号依次送入移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B，其中，移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B在符号使能下驱动；
将移位寄存器A中的基带信号与后导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第一级峰值A；
将移位寄存器B中的基带信号与前导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第二级峰值B；
将第一级峰值A与第二级峰值B进行综合判定，当第一级峰值A与第二级峰值B中有一个加权超过第一门限阀值，或两者相加超过第二门限阀值时，则捕获判定成功。
进一步，形成第一级峰值A/第二级峰值B的运算步骤包括：
将对应的移位寄存器的并行数据与对应连接移位寄存器的相关累积器的已知序列做复数乘法，获得去调制数据demodn：demodn=Cn*conj(dn)；其中，conj()为共轭运算，Cn为已知序列，为dn对应的移位寄存器的并行数据，n的长度为对应的前导序列或后导序列的长度；
将demodn分别取实部与虚部，获得样本点信号能量acun：
acun=real(demodn)2+imag(demodn)2；其中，real()与imag()分别为取去调制数据的实部与虚部过程；
将样本点信号能量acun累积求和，获得相关峰值：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
；
形成第一级峰值A时，Cn为连接移位寄存器A的相关累积器A的后导已知序列、dn为移位寄存器A的并行数据、n为后导序列的长度；
形成第一级峰值B时，Cn为连接移位寄存器B的相关累积器B的前导已知序列、dn为移位寄存器B的并行数据、n为前导序列的长度。
一种基于双峰检测的捕获装置，包括：
依次连接的移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B，用于依次缓存输入的基带信号；
与移位寄存器A连接的第一峰检测单元，用于将移位寄存器A中的基带信号与后导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第一级峰值A；
与移位寄存器B连接的第二峰检测单元，将移位寄存器B中的基带信号与前导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第二级峰值B；
与第一峰检测单元和第二峰检测单元连接的判定捕获单元，用于将第一级峰值A与第二级峰值B进行综合判定，当第一级峰值A与第二级峰值B中有一个加权超过第一门限阀值，或两者相加超过第二门限阀值时，则捕获判定成功。
本发明的有益效果在于：
若原物理帧结构设计中已有后导序列，该双峰捕获方法能够充分利用后导序列参与捕获过程，提高系统的捕获抗噪能力，以实施例为例，系统捕获的抗信噪比指标将提升3db；如原物理帧结构设计中无后导序列，在保持物理帧效率不变的情况下，将前导序列（2m）空间分布优化为前导序列(m)加后导序列(m)的物理帧结构，将捕获相关峰进行时空分割，形成双峰检测，降低信道噪声对捕获过程的影响，捕获概率提升3%；同时由于前导序列与后导序列的长度降低50%，因此系统抗频偏范围提升200%。
附图说明
图1为本申请实施例的方法原理示意图。
图2为本申请实施例的装置结构原理框图。
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，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明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。
本申请实施例的一个方面提供一种基于双峰检测的捕获方法，如图1~图2所示。
假定系统的前物理帧总长度为N。在物理帧传输效率保持不变的情况下，物理帧结构设计为前导序列为m，后导序列为m，总帧长N保持不变。
卫星下行链路信号经模拟器件放大、滤波、变频、模数转换后，得到数字基带信号。该基带信号经如下处理流程：
1、基带信号进入第一级的移位寄存器A，移位寄存器A长度为m，移位寄存器A在符号使能下驱动。
2、基带信号进入固定时延的BUF单元，BUF空间长度为N-2m，BUF在符号使能下驱动。
3、基带信号进入第二级的移位寄存器B，移位长度为m，移位寄存器B在符号使能下驱动。
4、将移位寄存器A中的基带信号与后导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第一级峰值A。
5、将移位寄存器B中的基带信号与前导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第二级峰值B。
具体的，作为具体的形成第一级峰值A/第二级峰值B的运算方法，可以采用如下步骤：
将对应的移位寄存器的并行数据与对应连接移位寄存器的相关累积器的已知序列做复数乘法，获得去调制数据demodn：demodn=Cn*conj(dn)；其中，conj()为共轭运算，Cn为已知序列，为dn对应的移位寄存器的并行数据，n的长度为对应的前导序列或后导序列的长度；
将demodn分别取实部与虚部，获得样本点信号能量acun：
acun=real(demodn)2+imag(demodn)2；其中，real()与imag()分别为取去调制数据的实部与虚部过程；
将样本点信号能量acun累积求和，获得相关峰值：
Figure 178219DEST_PATH_IMAGE001
；
形成第一级峰值A时，Cn为连接移位寄存器A的相关累积器A的后导已知序列、dn为移位寄存器A的并行数据、n为后导序列的长度；
形成第一级峰值B时，Cn为连接移位寄存器B的相关累积器B的前导已知序列、dn为移位寄存器B的并行数据、n为前导序列的长度。
6、将第一级峰值A与第二级峰值B进行综合判定，当第一级峰值A与第二级峰值B中有一个加权超过第一门限阀值，或两者相加超过第二门限阀值时，则捕获判定成功。具体的，加权是指乘以一个大于0小于1的加权系数。
本申请实施例的另一个方面，同时提供一种基于双峰检测的捕获装置，用一个执行实施例所述的基于双峰检测的捕获的方法，如图2所示，装置包括：依次连接的移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B，与移位寄存器A连接的第一峰检测单元，与移位寄存器B连接的第二峰检测单元，与第一峰检测单元和第二峰检测单元连接的判定捕获单元。
具体的，第一峰检测单元通过相关累加器A连接移位寄存器A，第二峰检测单元通过相关累加器B连接移位寄存器B。
应用时，将基带信号依次输入移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B。
第一峰检测单元将移位寄存器A中的基带信号与后导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第一级峰值A；第二峰检测单元将移位寄存器B中的基带信号与前导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第二级峰值B。
判定捕获单元将第一级峰值A与第二级峰值B进行综合判定，当第一级峰值A与第二级峰值B中有一个加权超过第一门限阀值，或两者相加超过第二门限阀值时，则捕获判定成功。
第一峰检测单元通过相关累加器A连接移位寄存器A，第二峰检测单元通过相关累加器B连接移位寄存器B，第一峰检测单元中形成第一级峰值A/第二峰检测单元中形成第二级峰值B的运算步骤，采用前文实施例中的基于双峰检测的捕获的方法中的运算方法一致。
以上仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于双峰检测的捕获方法，其特征在于，包括步骤：
将基带信号依次送入移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B，其中，移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B在符号使能下驱动；
将移位寄存器A中的基带信号与后导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第一级峰值A；
将移位寄存器B中的基带信号与前导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第二级峰值B；
将第一级峰值A与第二级峰值B进行综合判定，当第一级峰值A与第二级峰值B中有一个加权超过第一门限阀值，或两者相加超过第二门限阀值时，则捕获判定成功。
2.根据权利要求1所述的基于双峰检测的捕获方法，其特征在于，设定系统的前物理帧总长度为N，在物理帧传输效率保持不变的情况下，物理帧结构设计为前导序列为m，后导序列为m，总帧长N保持不变；移位寄存器A的长度为m，BUF空间长度为N-2m，移位寄存器B的长度为m。
3.根据权利要求2所述的基于双峰检测的捕获方法，其特征在于，形成第一级峰值A/第二级峰值B的运算步骤包括：
将对应的移位寄存器的并行数据与对应连接移位寄存器的相关累积器的已知序列做复数乘法，获得去调制数据demodn：demodn=Cn*conj(dn)；其中，conj()为共轭运算，Cn为已知序列，为dn对应的移位寄存器的并行数据，n的长度为对应的前导序列或后导序列的长度；
将demodn分别取实部与虚部，获得样本点信号能量acun：
acun=real(demodn)2+imag(demodn)2；其中，real()与imag()分别为取去调制数据的实部与虚部过程；
将样本点信号能量acun累积求和，获得相关峰值：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
形成第一级峰值A时，Cn为连接移位寄存器A的相关累积器A的后导已知序列、dn为移位寄存器A的并行数据、n为后导序列的长度；
形成第一级峰值B时，Cn为连接移位寄存器B的相关累积器B的前导已知序列、dn为移位寄存器B的并行数据、n为前导序列的长度。
4.根据权利要求1所述的基于双峰检测的捕获方法，其特征在于，所述加权是指乘以一个大于0小于1的加权系数。
5.根据权利要求1所述的基于双峰检测的捕获方法，其特征在于，基带信号是卫星下行链路信号经模拟器件放大、滤波、变频、模数转换后得到的数字基带信号。
6.一种基于双峰检测的捕获装置，其特征在于，包括：
依次连接的移位寄存器A、BUF单元、移位寄存器B，用于依次缓存输入的基带信号；
与移位寄存器A连接的第一峰检测单元，用于将移位寄存器A中的基带信号与后导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第一级峰值A；
与移位寄存器B连接的第二峰检测单元，将移位寄存器B中的基带信号与前导已知序列进行复数乘法运算，运算结果进行平方和，形成第二级峰值B；
与第一峰检测单元和第二峰检测单元连接的判定捕获单元，用于将第一级峰值A与第二级峰值B进行综合判定，当第一级峰值A与第二级峰值B中有一个加权超过第一门限阀值，或两者相加超过第二门限阀值时，则捕获判定成功。
7.根据权利要求6所述的基于双峰检测的捕获装置，其特征在于，设定系统的前物理帧总长度为N，在物理帧传输效率保持不变的情况下，物理帧结构设计为前导序列为m，后导序列为m，总帧长N保持不变；移位寄存器A的长度为m，BUF空间长度为N-2m，移位寄存器B的长度为m。
8.根据权利要求7所述的基于双峰检测的捕获装置，其特征在于，第一峰检测单元通过相关累加器A连接移位寄存器A，第二峰检测单元通过相关累加器B连接移位寄存器B，形成第一级峰值A/第二级峰值B的运算步骤包括：
将对应的移位寄存器的并行数据与对应连接移位寄存器的相关累积器的已知序列做复数乘法，获得去调制数据demodn：demodn=Cn*conj(dn)；其中，conj()为共轭运算，Cn为已知序列，为dn对应的移位寄存器的并行数据，n的长度为对应的前导序列或后导序列的长度；
将demodn分别取实部与虚部，获得样本点信号能量acun：
acun=real(demodn)2+imag(demodn)2；其中，real()与imag()分别为取去调制数据的实部与虚部过程；
将样本点信号能量acun累积求和，获得相关峰值：
Figure 294613DEST_PATH_IMAGE001
；
形成第一级峰值A时，Cn为连接移位寄存器A的相关累积器A的后导已知序列、dn为移位寄存器A的并行数据、n为后导序列的长度；
形成第一级峰值B时，Cn为连接移位寄存器B的相关累积器B的前导已知序列、dn为移位寄存器B的并行数据、n为前导序列的长度。
9.根据权利要求6所述的基于双峰检测的捕获装置，其特征在于，所述加权是指乘以一个大于0小于1的加权系数。
10.根据权利要求6所述的基于双峰检测的捕获装置，其特征在于，基带信号是卫星下行链路信号经模拟器件放大、滤波、变频、模数转换后得到的数字基带信号。
CN202111070208.7A 2021-09-13 2021-09-13 基于双峰检测的捕获方法及装置 Active CN113765580B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111070208.7A CN113765580B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 基于双峰检测的捕获方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111070208.7A CN113765580B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 基于双峰检测的捕获方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113765580A true CN113765580A (zh) 2021-12-07
CN113765580B CN113765580B (zh) 2023-01-17

Family

ID=78795260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111070208.7A Active CN113765580B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 基于双峰检测的捕获方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113765580B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1360409A (zh) * 2000-12-19 2002-07-24 深圳市中兴通讯股份有限公司 一种宽带码分多址系统中的前导捕获方法及装置
JP2009201083A (ja) * 2008-01-22 2009-09-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法
CN102111239A (zh) * 2010-12-27 2011-06-29 电子科技大学 极低信噪比级联Hadamard码辅助载波同步方法
CN107241286A (zh) * 2017-04-20 2017-10-10 西安电子科技大学 一种结合频域和时域估计的载波同步方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1360409A (zh) * 2000-12-19 2002-07-24 深圳市中兴通讯股份有限公司 一种宽带码分多址系统中的前导捕获方法及装置
JP2009201083A (ja) * 2008-01-22 2009-09-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線送信装置、無線受信装置、無線通信システム、無線通信方法、無線送信方法、及び無線受信方法
CN102111239A (zh) * 2010-12-27 2011-06-29 电子科技大学 极低信噪比级联Hadamard码辅助载波同步方法
CN107241286A (zh) * 2017-04-20 2017-10-10 西安电子科技大学 一种结合频域和时域估计的载波同步方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YEQIU YING等: ""Optimal pilot placement for frequency offset estimation and data detection in burst transmission systems"", 《IEEE COMMUNICATIONS LETTERS》 *
宴辉等: ""一种基于低码率LDPC码的编码与导频联合辅助载波同步算法"", 《电子与信息学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113765580B (zh) 2023-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101136890B (zh) 一种优化的多载波信号削波装置及其方法
EP0700184B1 (en) Diversity receiver
CN108111186B (zh) 一种零中频全双工收发机的数字自干扰消除方法
JP2797153B2 (ja) データ受信装置
CN102263601B (zh) 一种宽带多信号检测方法
US20050267370A1 (en) Velocity estimation apparatus and method
US7711074B2 (en) Sync extraction apparatus in communication system and method thereof
CN105610453A (zh) 一种高增益窄带射频接收机
CN1299199A (zh) 有改善的信号捕获和处理的码分多址系统及运行方法
CN108366420B (zh) 一种基于Golay互补序列的同步检测方法
CN113765580B (zh) 基于双峰检测的捕获方法及装置
CN114362837A (zh) 一种扩频卫星信号窄带干扰自适应消除装置
CN106656372B (zh) 一种跳频系统的频带干扰检测方法
CN109490848B (zh) 一种基于两级信道化的长短雷达脉冲信号检测方法
CN113132075B (zh) 一种帧同步方法和帧同步模块
CN101547033B (zh) 一种用于干扰抵消合并的主分集联合同步方法及装置
JP2003517241A (ja) マルチビットのスペクトル拡散信号通信
KR101006586B1 (ko) 대역 제한 방법 및 무선 통신 시스템
CN114500206B (zh) 一种面向gmsk突发通信系统的快速捕获与同步方法
US7676000B2 (en) Systems and methods for an adaptive rake receiver
CN113541706B (zh) 一种基于变换域处理的窄带干扰抑制方法
CN112600784B (zh) 一种基于二次差分相关的大频偏位同步方法
CN113949612B (zh) 一种直升机与卫星通信中的突发信号捕获方法及系统
US7839214B2 (en) Signal nonlinear distoration magnitude detection method and device
CN113872621B (zh) 信号处理装置、方法、信号发射机及可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant