CN118074781A - 多子带的北斗短报文出站信号接收方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多子带的北斗短报文出站信号接收方法与装置，属于北斗短报文通信系统领域。本发明针对多子带北斗短报文出站信号，专用短报文出站信号和手机短报文出站信号分别调制在两个相对独立的子载波上，各自分别包括导频支路与数据支路，用户在接收时，对两个子载波的导频分量进行联合接收，获得更高的接收性能。本发明通过联合两个子带的导频分量，对于专用短报文用户，可获得更高的测距精度；对手机短报文用户，可获得更高的跟踪灵敏度性能。

Description

多子带的北斗短报文出站信号接收方法与装置

技术领域

本发明属于北斗短报文通信系统领域，具体涉及一种多子带的北斗短报文出站信号接收方法与装置。

背景技术

随着北斗区域民用短报文系统(RSMC)应用领域的拓展，利用民用手机实现北斗短报文通信功能，尤其是用于应急救援、应急通信等领域，已成为北斗区域短报文通信系统的重要发展方向。为同时灵活的兼容手机短报文出站和专用短报文出站需求，RSMC系统可能采用多子带的短报文出站信号，手机短报文出站信号与专用短报文出站信号通过频分复用方式，调制在出站信号的不同子载波上。

针多子带的短报文出站信号，本发明提出了子带间联合接收的多子带出站信号接收方法与装置，相比传统子带独立接收方法，通过对两个子带中的导频支路进行联合接收，可实现更好的接收性能，对专用短报文用户，通过两个子带导频支路联合接收，可实现更高的测距精度；对手机短报文用户，通过两个子带导频支路的联合接收，可实现更优的跟踪灵敏度性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种多子带的北斗短报文出站信号接收方法与装置，以解决专用短报文出站信号和手机短报文出站信号接收的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种多子带的北斗短报文出站信号接收方法，该方法包括如下步骤：

S1、构造本地参考导频支路，由北斗短报文出站信号中两个子带的导频支路组成，具体为信号为：

s_p(t)＝c_{z_p}(t)·cos(2πΔf₁t)+c_{t_p}(t)·cos(2πΔf₂t)

其中，c_{z_p}(t)、c_{t_p}(t)分别为北斗专用短报文出站信号导频支路和手机短报文出站信号导频支路的扩频码信号，Δf₁和Δf₂为专用短报文出站子带和手机短报文出站子带相对出站信号中心频点的偏置；

S2、将一个码周期的导频支路s_p(t)作为本地参考信号，对接收到的出站信号s(t)进做捕获处理，如果有出站信号，即能检测到出站信号的相关峰，进而获的信号的时延和多普勒粗同步结果；如果没有出站信号，则结束处理；

S3、若利用s_p(t)捕获成功，则进一步将s_p(t)信号作为跟踪通道码参考信号，对接收信号s(t)进行跟踪处理；

S4、根据对s(t)信号的跟踪参数，取s(t)经下变频后的正交支路，与数据支路伪码信号c_{z_d}(t)或c_{t_d}(t)进行相关运算，解调得到数据支路上的电文符号，其中，c_{z_d}(t)、c_{t_d}(t)分别为北斗专用短报文出站信号数据支路和手机短报文出站信号数据支路的扩频码信号。

进一步地，北斗短报文出站信号的基带复信号表达式为：

其中，c_{z_p}(t)、c_{z_d}(t)、c_{t_p}(t)、c_{t_d}(t)分别为北斗专用短报文出站信号导频支路、数据支路和手机短报文出站信号导频支路、数据支路的扩频码信号，Δf₁和Δf₂为专用短报文出站子带和手机短报文出站子带相对出站信号中心频点的偏置，f_d为接收信号中的多普勒，α为手机短报文出站子带中数据支路功率与专用短报文出站子带数据支路功率的比。

进一步地，专用短报文出站信号频点f₁与手机短报文出站信号频点f₂不同，分别为位于出站信号频谱的中心频点f₀的两侧，记Δf₁＝f₁-f₀，为专用短报文出站信号的频率偏置，Δf₂＝f₂-f₀，为手机短报文出站信号的频率偏置。

进一步地，Δf₁＝-1.02MHz，Δf₂＝2.04MHz。

进一步地，α根据系统接收的手机入站用户数量和手机入站信号强度确定，由系统的出站资源均衡策略确定。

进一步地，当需要增加手机出站通信服务能力时，适当调大α，同时提高手机出站数据支路的信息速率，反之，则适当调小α，同时降低手机出站数据支路的信息速率。

进一步地，所述步骤S1中，c_{z_p}(t)和c_{t_p}(t)的码周期相同，且起始时刻对齐。

本发明还提供一种多子带的北斗短报文出站信号接收装置，该装置用于北斗短报文通信用户终端，所述装置包括：收发模块和处理模块；

收发模块，用于接收北斗短报文出站信号；

处理模块，用于执行所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，获取北斗专用短报文出站信号和手机短报文出站信号的数据支路上的电文符号。

本发明还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令被北斗短报文通信用户终端运行时，使得所述北斗短报文通信用户终端执行所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括计算机程序指令，当所述计算机程序指令由北斗短报文通信用户终端执行时，所述北斗短报文通信用户终端执行所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法。

(三)有益效果

本发明提出一种多子带的北斗短报文出站信号接收方法与装置，本发明的有益技术效果是：通过对多子带的北斗短报文信号中的专用短报文出站导频支路和手机短报文出站导频支路的联合接收，带来的有益技术效果包括：1、对于专用短报文用户，可获得更高的测距精度；2、对手机短报文用户，可获得更高的跟踪灵敏度性能。

附图说明

图1为本发明采用频分复用方式的北斗短报文出站信号功率谱示意图，包含手机短报文出站信号子载波和专用短报文出站信号子载波；

图2为利用手机短报文出站导频支路与专用短报文出站导频支路进行联合跟踪处理的装置；

图3为多子带北斗短报文出站信号联合接收方法与处理流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明属于北斗短报文通信系统领域，具体涉及一种多子带的北斗短报报文出站信号的接收方法与装置，其可运用在北斗短报文通信用户终端设计中。

针对多子带北斗短报文出站信号，专用短报文出站信号和手机短报文出站信号分别调制在两个相对独立的子载波上，各自分别包括导频支路与数据支路。由于出站信号中的两个子载波之间存在一定的固定关系，因此用户在接收时，可对两个子载波的导频分量进行联合接收，获得更高的接收性能。本发明发明了一种针对两个子带导频分量的联合接收方法和装置，通过联合两个子带的导频分量，对于专用短报文用户，可获得更高的测距精度，对手机短报文用户，可获得更高的跟踪灵敏度性能。

本发明的一种多子带的北斗短报文出站信号接收方法，包括如下步骤：

接收到的北斗短报文出站信号基带复信号表达式为：

其中，c_{z_p}(t)、c_{z_d}(t)、c_{t_p}(t)、c_{t_d}(t)分别为北斗专用短报文出站信号导频支路、数据支路和手机短报文出站信号导频支路、数据支路的扩频码信号，Δf₁和Δf₂为专用短报文出站子带和手机短报文出站子带相对出站信号中心频点的偏置，f_d为接收信号中的多普勒，α为手机短报文出站子带中数据支路功率与专用短报文出站子带数据支路功率的比；

专用短报文出站信号频点f₁与手机短报文出站信号频点f₂不同，分别为位于出站信号频谱的中心频点f₀的两侧，记Δf₁＝f₁-f₀，为专用短报文出站信号的频率偏置，Δf₂＝f₂-f₀，为手机短报文出站信号的频率偏置，典型情况下Δf₁＝-1.02MHz，Δf₂＝2.04MHz；

α根据系统接收的手机入站用户数量和手机入站信号强度确定，由系统的出站资源均衡策略确定，例如当需要增加手机出站通信服务能力时，可适当调大α，同时提高手机出站数据支路的信息速率，反之，则可适当调小α，同时降低手机出站数据支路的信息速率。

S1、构造本地参考导频支路，由北斗短报文出站信号中两个子带的导频支路组成，具体为信号为：

s_p(t)＝c_{z_p}(t)·cos(2πΔf₁t)+c_{t_p}(t)·cos(2πΔf₂t)

其中c_{z_p}(t)和c_{t_p}(t)的码周期相同，且起始时刻对齐；

S2、将一个码周期的导频支路s_p(t)作为本地参考信号，对接收到的出站信号s(t)进做捕获处理，如果有出站信号，即可检测到出站信号的相关峰，进而获的信号的时延和多普勒粗同步结果；如果没有出站信号，则结束处理；

S3、若利用s_p(t)捕获成功，则可进一步将s_p(t)信号作为跟踪通道码参考信号，对接收信号s(t)进行跟踪处理；

S4、根据对s(t)信号的跟踪参数，取s(t)经下变频后的正交支路，与数据支路伪码信号c_{z_d}(t)或c_{t_d}(t)进行相关运算，解调得到数据支路上的电文符号。

实施例1：

本发明还提供一种多子带的北斗短报文出站信号接收装置，该装置用于北斗短报文通信用户终端，所述装置包括：收发模块和处理模块；

收发模块，用于接收北斗短报文出站信号；

处理模块，用于执行所述多子带的北斗短报文出站信号接收方法，获取北斗专用短报文出站信号和手机短报文出站信号的数据支路上的电文符号。

实施例2：

一种包含指令的计算机程序产品，其中，当所述指令被北斗短报文通信用户终端运行时，使得所述北斗短报文通信用户终端执行所述多子带的北斗短报文出站信号接收方法。

实施例3：

一种计算机可读存储介质，其中，包括计算机程序指令，当所述计算机程序指令由北斗短报文通信用户终端执行时，所述北斗短报文通信用户终端执行所述多子带的北斗短报文出站信号接收方法。

本发明的有益技术效果是：通过对多子带的北斗短报文信号中的专用短报文出站导频支路和手机短报文出站导频支路的联合接收，带来的有益技术效果包括：1、对于专用短报文用户，可获得更高的测距精度；2、对手机短报文用户，可获得更高的跟踪灵敏度性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多子带的北斗短报文出站信号接收方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、构造本地参考导频支路，由北斗短报文出站信号中两个子带的导频支路组成，具体为信号为：

s_p(t)＝c_{z_p}(t)·cos(2πΔf₁t)+c_{t_p}(t)·cos(2πΔf₂t)

其中，c_{z_p}(t)、c_{t_p}(t)分别为北斗专用短报文出站信号导频支路和手机短报文出站信号导频支路的扩频码信号，Δf₁和Δf₂为专用短报文出站子带和手机短报文出站子带相对出站信号中心频点的偏置；

S2、将一个码周期的导频支路s_p(t)作为本地参考信号，对接收到的出站信号s(t)进做捕获处理，如果有出站信号，即能检测到出站信号的相关峰，进而获的信号的时延和多普勒粗同步结果；如果没有出站信号，则结束处理；

S3、若利用s_p(t)捕获成功，则进一步将s_p(t)信号作为跟踪通道码参考信号，对接收信号s(t)进行跟踪处理；

S4、根据对s(t)信号的跟踪参数，取s(t)经下变频后的正交支路，与数据支路伪码信号c_{z_d}(t)或c_{t_d}(t)进行相关运算，解调得到数据支路上的电文符号，其中，c_{z_d}(t)、c_{t_d}(t)分别为北斗专用短报文出站信号数据支路和手机短报文出站信号数据支路的扩频码信号。

2.如权利要求1所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，其特征在于，北斗短报文出站信号的基带复信号表达式为：

其中，c_{z_p}(t)、c_{z_d}(t)、c_{t_p}(t)、c_{t_d}(t)分别为北斗专用短报文出站信号导频支路、数据支路和手机短报文出站信号导频支路、数据支路的扩频码信号，Δf₁和Δf₂为专用短报文出站子带和手机短报文出站子带相对出站信号中心频点的偏置，f_d为接收信号中的多普勒，α为手机短报文出站子带中数据支路功率与专用短报文出站子带数据支路功率的比。

3.如权利要求2所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，其特征在于，专用短报文出站信号频点f₁与手机短报文出站信号频点f₂不同，分别为位于出站信号频谱的中心频点f₀的两侧，记Δf₁＝f₁-f₀，为专用短报文出站信号的频率偏置，Δf₂＝f₂-f₀，为手机短报文出站信号的频率偏置。

4.如权利要求3所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，其特征在于，Δf₁＝-1.02MHz，Δf₂＝2.04MHz。

5.如权利要求2所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，其特征在于，α根据系统接收的手机入站用户数量和手机入站信号强度确定，由系统的出站资源均衡策略确定。

6.如权利要求5所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，其特征在于，当需要增加手机出站通信服务能力时，适当调大α，同时提高手机出站数据支路的信息速率，反之，则适当调小α，同时降低手机出站数据支路的信息速率。

7.如权利要求1所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，其特征在于，所述步骤S1中，c_{z_p}(t)和c_{t_p}(t)的码周期相同，且起始时刻对齐。

8.一种多子带的北斗短报文出站信号接收装置，其特征在于，该装置用于北斗短报文通信用户终端，所述装置包括：收发模块和处理模块；

收发模块，用于接收北斗短报文出站信号；

处理模块，用于执行权利要求1-7任一项所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法，获取北斗专用短报文出站信号和手机短报文出站信号的数据支路上的电文符号。

9.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述指令被北斗短报文通信用户终端运行时，使得所述北斗短报文通信用户终端执行权利要求1-7任一项所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序指令，当所述计算机程序指令由北斗短报文通信用户终端执行时，所述北斗短报文通信用户终端执行权利要求1-7任一项所述的多子带的北斗短报文出站信号接收方法。