CN115333603A - 载波同步方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：使用FFT对下行侧音测距信号进行频偏粗估计；根据得到的频谱进行对称性分析得到载波频偏值；在所得到的载波频偏粗估计值基础上利用DFT进行频谱细化得到载波频偏的细估计值。本发明提出了一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步方法方法，可在低信噪比条件下有效降低载波错锁概率，并减少运算量和载波捕获时间。

Description

载波同步方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本公开涉及卫星测控领域，尤其涉及一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
近年来卫星通信技术飞速发展，对中继卫星、遥感卫星、通信卫星等卫星的测控要求也在逐日提高，在我国S频段微波统一测控系统的建设过程中，低信噪比下的载波捕获防错锁技术是理论研究和工程实现上的研究热点。
微波统一测控系统下的距离测量采用侧音测距技术，捕获方式为先进行载波捕获，后发送侧音信号进行距离捕获，但下行信号当中始终存在侧音信号，如果在跟踪过程当中发生失锁，则需要对带有侧音信号对载波进行重新捕获。
由地面设备接收的射频信号经过天线和低噪声放大器放大后，经过两次下变频变换至70MHz中频，进入载波捕获电路进行载波提取与锁定。在工程实践中载波捕获部分需要解决载波环路锁定在载波临近的副载波上的问题，几载波捕获的错锁问题，这一问题在低信噪比或大调制度时表现地更加明显。此外，对于日渐增长的卫星测控需求，能否快速地捕获载波也是需要重点关注的部分。
发明内容
本发明旨在解决侧音测距系统低信噪比下的载波错锁问题和捕获时间过长问题，因此公开了一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步方法、装置、电子设备及存储介质。
本公开实施例的第一方面，提供一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步方法，包括：步骤一、对于接收到的下行侧音测距信号，使用FFT计算信号频谱；步骤二、对于取得的信号频谱，取三个最大值点进行对称性分析，若满足最大值点频率在正中间则输出中间最大值点频率，否则将三个点的频率求平均后输出；步骤三、根据输出的频偏粗估计值用DFT进行频谱细化计算，取DFT所得最大值点作为频偏细估计值输出。
在一个实施例中，本发明由一片FPGA和相应的模数转换电路组成，用于侧音信号的接收、载波频偏的估计和对称性分析过程。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提出了一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步方法，对于接收到的下行侧音测距信号首先使用FFT计算信号频谱，对于取得的信号频谱取三个最大值点进行对称性分析，若满足最大值点频率在正中间则输出中间最大值点频率，否则将三个点的频率求平均后输出，最后根据输出的频偏粗估计值用DFT进行频谱细化计算，取DFT所得最大值点作为频偏细估计值输出。与现有方法相比其特点在于：1)在载波频谱分析中使用了对称性分析技术，有效减少了载波错锁概率；2)在载波频偏估计中使用了频谱细化技术，在保证精度的过程中有效减少了运算量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种温度控制结构的示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。
本发明应用于卫星微波统一测控系统的地面接收设备，解决侧音测距系统低信噪比下的载波错锁问题和捕获时间过长问题。
本发明的一个优选是实例，整个侧音测距信号载波同步模块包括AD转换部分和FPGA和DSP，FPGA和AD转换部分配合完成侧音信号的接收，对接收信号完成FFT频谱粗估计，对粗估计的信号频谱进行对称性分析，最后用DFT进行频谱细化完成频偏细估计。
对于本实施例，进行卫星侧音测距信号的载波同步的步骤如下：
步骤一、对于接收到的下行侧音测距信号，使用FFT计算信号频谱。
步骤二、对于取得的信号频谱，取三个最大值点进行对称性分析，若满足最大值点频率在正中间则输出中间最大值点频率，否则将三个点的频率求平均后输出。
步骤三、根据输出的频偏粗估计值用DFT进行频谱细化计算，取DFT所得最大值点作为频偏细估计值输出。
本实施例的特点为：1)在载波频谱分析中使用了对称性分析技术，有效减少了载波错锁概率；2)在载波频偏估计中使用了频谱细化技术，在保证精度的过程中有效减少了运算量。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域的公知技术。虽然本发明已以优选实施例披露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属的技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种变动与修饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求界定的范围为准。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (4)

1.一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步方法，其特征在于：包括：
步骤一、对于接收到的下行侧音测距信号，使用FFT计算信号频谱；
步骤二、对于取得的所述信号频谱，取三个最大值点进行对称性分析，若满足最大值点频率在正中间则输出中间最大值点频率，否则将三个点的频率求平均后输出；
步骤三、根据输出的频偏粗估计值用DFT进行频谱细化计算，取DFT所得最大值点作为频偏细估计值输出。
2.一种基于频谱细化的侧音测距信号载波同步装置，其特征在于：包括：
信号频谱确定模块，用于对于接收到的下行侧音测距信号，使用FFT计算信号频谱；
第一处理模块，用于对于取得的所述信号频谱，取三个最大值点进行对称性分析，若满足最大值点频率在正中间则输出中间最大值点频率，否则将三个点的频率求平均后输出；
第二处理模块，用于根据输出的频偏粗估计值用DFT进行频谱细化计算，取DFT所得最大值点作为频偏细估计值输出。
3.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器和用于存储能够在所述处理器上运行的可执行指令的存储器，其中：
处理器用于运行所述可执行指令时，所述可执行指令执行上述权利要求1所述的方法。
4.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现上述权利要求1所述的方法。
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