CN117857268A - 一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法 - Google Patents

一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117857268A
CN117857268A CN202311801222.9A CN202311801222A CN117857268A CN 117857268 A CN117857268 A CN 117857268A CN 202311801222 A CN202311801222 A CN 202311801222A CN 117857268 A CN117857268 A CN 117857268A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
signal
data
demodulation
path
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.)
Pending
Application number
CN202311801222.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张丽娜
韩琦
谢寿成
王瑞君
刘冠颖
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.)
Beijing Aerospace Automatic Control Research Institute
Original Assignee
Beijing Aerospace Automatic Control Research Institute
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 Beijing Aerospace Automatic Control Research Institute filed Critical Beijing Aerospace Automatic Control Research Institute
Priority to CN202311801222.9A priority Critical patent/CN117857268A/zh
Publication of CN117857268A publication Critical patent/CN117857268A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/14—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
    • H04L2027/0026—Correction of carrier offset
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，根据勤务段数据信息短且重复发送的特征，对可能的信息组合进行枚举，产生遍历数据列表；利用遍历数据列表对接收数据进行去调制，增加相干累积时间，获取相干累积能量增益；对突发重复发送数据进行非相干累积，获取非相干累积能量增益；采用基于二分搜索的频率估计方法，对频率进行补偿估计；该方法在高动态弱信号环境下，仍然可以获得勤务段数据信号的正确解调信息，频率估计精度较高，可以为后续数据解调处理提供有效支撑。本发明可以解决数据链突发通信系统中：勤务段数据在高动态、低信噪比情况下，数据解调误码率高、频率估计误差大的问题。

Description

一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法
技术领域
本发明涉及一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和信号解调方法，属于数据链通信信号处理技术领域。
背景技术
数据链传递信息中一般会分为高、中、低速率业务帧。不同速率业务帧的符号周期、编码长度根据传输业务量波形设计会有所区别，因此需要先准确解析出携带业务帧标识的勤务段信息，才能根据业务帧类型进行后续数据解调处理。勤务段数据一般携带的信息量较少，不含纠错编码，多采用重复编码发送方式。在高动态弱信号情况下，该数据段的频率估计误差和信号解调误码率都较高，无法准确支撑后续业务帧处理。因此需要一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和信号解调方法，以解决以上问题。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服以上缺点，提供一种适用于突发重复编码的频率估计和解调方法，适应弱信号、高动态应用环境，可以提高勤务段数据的频率估计精度和数据解调准确率。
本发明的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，包括：
枚举勤务段数据信息组合，形成遍历数据列表；
将遍历数据列表中的数据与接收信号ri相乘，获得N个枚举信息组合的去调制信号；
对每个去调制信号进行频率二分搜索，获取最终的勤务段信号解调值和频率精估计值。
优选的，遍历数据列表的第k路数据为ak，k∈[1,2,…,N]，其中N＝2L，L为勤务段信息长度。
优选的，将捕获频偏粗估计值对应的频点f0设置为初始搜索中心频率点，在区间[f0-ε，f0+ε]内对每个去调制信号进行频率二分搜索，其中ε为频偏误差范围。
优选的，频率二分搜索的步骤如下：
设第m次迭代搜索时第k路去调制信号的上限频率、下限频率和中心频率分别为和/>第k路去调制信号(rn)k＝ri·ak；
第m次迭代搜索时，利用和/>对第k路去调制信号(rn)k进行频率补偿，获得频率补偿后的第k路去调制上限信号(rup)k和下限信号(rdown)k，
将去调制并频率补偿的一个跳频段内的信号(rup)k和(rdown)k进行相干累积，对多个重复发送的跳频段信号进行非相干累积，获得第m次迭代搜索时第k路去调制信号的上限能量值和下限能量值/>
根据和/>大小，执行如下操作：
表示第m次迭代搜索时第k路去调制信号的最大能量值；/>表示第m+1次迭代搜索时第k路去调制信号的中心频率；
m依次取值1，2，3......，M，每一次取值下重复上述搜索步骤，第M次迭代搜索时得到第k路去调制信号的最大能量值比较第M次迭代搜索时N路去调制信号的最大能量值，选取N路最大能量值中的最大值所在路j，j∈[1，2，...，N]作为基准路，该基准路对应的遍历数据列表ak，k＝j即为最终的勤务段信号解调值，该基准路对应的去调制信号在第M次迭代搜索时的中心频率即为最终的频率精估计值。
优选的，初次搜索时，
优选的，
优选的，
优选的，其中t为相干积分时间。
第二方面，本发明提供一种终端设备，包括：
存储器，用于存储至少一个处理器所执行的指令；
处理器，用于执行存储器中存储的指令，实现上述第一方面所述的方法。
第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的方法。
本发明根据勤务段数据信息短且重复发送的特征，对可能的信息组合进行枚举，产生遍历数据列表；利用遍历数据列表对接收数据进行去调制，增加相干累积时间，获取相干累积能量增益；对突发重复发送数据进行非相干累积，获取非相干累积能量增益；采用基于二分搜索的频率估计方法，对频率进行补偿估计；该方法在高动态弱信号环境下，仍然可以获得勤务段数据信号的正确解调信息，频率估计精度较高，可以为后续数据解调处理提供有效支撑。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明利用遍历数据列表对接收数据进行去调制，增加相干累积时间，获得更高解调增益，降低信号解调误码率。本发明利用重复编码发送进行非相干累积，获得更高解调增益，降低信号解调误码率。本发明利用二分搜索频率估计方法进行频率的补偿与精估计，硬件实现结构简单，适用于高动态突发信号频率估计。
附图说明
图1为本发明方法的实现流程图；
图2为图1中二分频率搜索部分的实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
为了解决数据链中勤务段数据在高动态弱信号环境下的信号解调和频率估计问题，本发明采用基于数据遍历的二分频率估计方法。利用遍历数据列表去掉接收数据中的调制信息，增加相干累积时间，获取更高的相干增益；利用重复编码发送信息，进行非相干累积，获取更高的非相干增益；利用二分搜索频率估计方法，对接收信号频率进行补偿估计，实现结构简单。
本发明一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和信号解调方法，步骤如下：
(1)枚举勤务段数据信息组合，形成遍历数据列表ak，k∈[1,2,…,N]。其中勤务段信息长度为L，则枚举数据组合个数N＝2L。如勤务段信息长度L＝4bit，则可能的数据组合N＝16，遍历数据列表如表1所示。
表1遍历数据列表
(2)将遍历数据列表中的信息组合与接收信号ri相乘，获得N路枚举信息组合的去调制信号(rn)k＝ri＠ak。
(3)将捕获频偏粗估计值对应的频点f0设置为初始搜索中心频率点，在区间[f0-ε,f0+ε]进行频率二分搜索，获取更精确的频偏估计；其中ε为频偏误差范围，如捕获频率误差为500Hz,则设置初始ε＝500。
3.1频率二分搜索时，设第m次迭代搜索时第k路去调制信号的上限频率、下限频率和中心频率分别为和/>分别令/> 其中初次搜索时，/>
利用和/>对第k路去调制信号(rn)k进行频率补偿，获得频率补偿后的第k路去调制上限信号(rup)k和下限信号(rdown)k，其中/> 其中t为一个跳频段内相干积分时间。
3.2将去调制并频率补偿的一个跳频段内信号(rup)k和(rdown)k信号进行相干累积，对多个重复发送的跳频段信号进行非相干累积，获得第m次迭代搜索时第k路去调制信号的上限能量值和下限能量值/>比较每次迭代时的/>和/>大小，若/>则令/>否则令/>如下所示：
表示第m次迭代搜索时第k路去调制数据的最大能量值。/>表示第m+1次迭代搜索时第k路去调制信号的中心频率。
3.3重复3.1-3.2，使m经过M次迭代后，得到第k路去调制信号的最大能量值和频率估计值/>其中M为二分搜索迭代次数，k∈[1,2,…,N]；
(8)比较N路能量值，选取最大能量值对应的第j路信息序列和频率Δfj，即为最终的勤务段信号解调值和频率精估计值。/>
本发明提供一种终端设备，包括：存储器，用于存储至少一个处理器所执行的指令；处理器，用于执行存储器中存储的指令，实现上述方法。
本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法。
本发明根据勤务段数据信息短且重复发送的特征，对可能的信息组合进行枚举，产生遍历数据列表；利用遍历数据列表对接收数据进行去调制，增加相干累积时间，获取相干累积能量增益；对突发重复发送数据进行非相干累积，获取非相干累积能量增益；采用基于二分搜索的频率估计方法，对频率进行补偿估计；该方法在高动态弱信号环境下，仍然可以获得勤务段数据信号的正确解调信息，频率估计精度较高，可以为后续数据解调处理提供有效支撑。本发明可以解决数据链突发通信系统中：勤务段数据在高动态、低信噪比情况下，数据解调误码率高、频率估计误差大的问题。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，包括：
枚举勤务段数据信息组合，形成遍历数据列表；
将遍历数据列表中的数据与接收信号ri相乘，获得N个枚举信息组合的去调制信号；
对每个去调制信号进行频率二分搜索，获取最终的勤务段信号解调值和频率精估计值。
2.根据权利要求1所述的一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，遍历数据列表的第k路数据为ak，k∈[1,2,…,N]，其中N＝2L，L为勤务段信息长度。
3.根据权利要求2所述的一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，将捕获频偏粗估计值对应的频点f0设置为初始搜索中心频率点，在区间[f0-ε,f0+ε]内对每个去调制信号进行频率二分搜索，其中ε为频偏误差范围。
4.根据权利要求3所述的一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，频率二分搜索的步骤如下：
设第m次迭代搜索时第k路去调制信号的上限频率、下限频率和中心频率分别为和/>第k路去调制信号(rn)k＝ri＠ak；
第m次迭代搜索时，利用和/>对第k路去调制信号(rn)k进行频率补偿，获得频率补偿后的第k路去调制上限信号(rup)k和下限信号(rdown)k，
将去调制并频率补偿的一个跳频段内的信号(rup)k和(rdown)k进行相干累积，对多个重复发送的跳频段信号进行非相干累积，获得第m次迭代搜索时第k路去调制信号的上限能量值和下限能量值/>
根据和/>大小，执行如下操作：
表示第m次迭代搜索时第k路去调制信号的最大能量值；/>表示第m+1次迭代搜索时第k路去调制信号的中心频率；
m依次取值1，2，3……，M，每一次取值下重复上述搜索步骤，第M次迭代搜索时得到第k路去调制信号的最大能量值比较第M次迭代搜索时N路去调制信号的最大能量值，选取N路最大能量值中的最大值所在路j,j∈[1,2,…,N]作为基准路，该基准路对应的遍历数据列表ak,k＝j即为最终的勤务段信号解调值，该基准路对应的去调制信号在第M次迭代搜索时的中心频率即为最终的频率精估计值。
5.根据权利要求4所述的一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，初次搜索时，
6.根据权利要求4所述的一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，
8.根据权利要求4所述的一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法，其特征在于，其中t为相干积分时间。
9.一种终端设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储至少一个处理器所执行的指令；
处理器，用于执行存储器中存储的指令，实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种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存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
CN202311801222.9A 2023-12-25 2023-12-25 一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法 Pending CN117857268A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311801222.9A CN117857268A (zh) 2023-12-25 2023-12-25 一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311801222.9A CN117857268A (zh) 2023-12-25 2023-12-25 一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117857268A true CN117857268A (zh) 2024-04-09

Family

ID=90535866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311801222.9A Pending CN117857268A (zh) 2023-12-25 2023-12-25 一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117857268A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6137843A (en) Methods and apparatus for canceling adjacent channel signals in digital communications systems
US6493329B1 (en) Adaptive channel estimation in a wireless communication system
CN113141195B (zh) 一种在直扩系统解扩的解调方法及存储介质
CN111404853A (zh) 一种载波频偏估计方法、装置及计算机存储介质
MXPA05012543A (es) Estimacion ciega mejorada de snr.
CN108768903A (zh) 基于crdsa类协议的低轨道卫星随机接入系统多用户检测方法
CN109818645A (zh) 基于信号检测与支撑集辅助的叠加csi反馈方法
CN101965700A (zh) 载波检测
CN112600608B (zh) 一种多帧叠加的卫星信号捕获方法及装置
CN104901907B (zh) 一种动态环境下基于数据辅助的稳健信噪比估计方法
CN117857268A (zh) 一种适用于突发重复编码的弱信号频率估计和解调方法
CN117040564A (zh) 一种基于模板重构的通信测距一体化方法
CN109347594B (zh) 基于信号分析仪平台实现5g信号小区搜索的方法
CN114598577B (zh) 一种5g通信系统多频段信号融合过滤方法
CN114244458B (zh) 一种亚奈奎斯特采样前端的全盲频谱感知方法
KR101597090B1 (ko) 이동통신 시스템의 수신 장치 및 방법
CN113972951B (zh) 一种低信噪比高动态信号载波多普勒频偏的梳状搜索方法
CN113179234B (zh) 一种基于分块多普勒补偿的高动态长信号累积方法
CN1223045A (zh) 信道估算装置
CN101958856B (zh) 利用循环前缀码进行信道估计的方法和装置
CN1535506A (zh) 带宽估计的方法和装置
JP5097404B2 (ja) 測位方法及び装置
CN113271170A (zh) 基于译码辅助的vlbi数据处理方法、装置及计算机存储介质
CN113938227A (zh) 一种基于迭代译码的信噪比强弱动态判定方法
CN109547129B (zh) 一种步进加权Tong检测方法

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