JP6527745B2 - 航空通信用周波数推定器 - Google Patents
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Description
・旅客機の巡航速度に対応する航空機の最大速度0.97Mach、
・次の期間中に旅客機が達し得る最大加速度に対応する航空機の最大加速度2g、
○衛星の方向の離陸と着陸、
○衛星の方向の半径方向加速度での急カーブ、
○航空機に対し衛星が頂点をなすエアポケット。
・通信衛星において使用される最高周波数範囲Ka帯の典型的な30GHzに固定された最大搬送波周波数、
・Ka帯における衛星通信に使用される最小シンボルレートに対応する1Mbaudに固定された最小シンボルレート。
Dmax=33kHz、およびVmax=1962(Hz/s)
− 同期の収束速度に比例し、
− 同様に、雑音に対する推定の感度に比例する。
Ts:シンボル時間
L0:パイロットブロックの長さ
i:自己相関の推定の指標
N:L0/2:パイロットブロックにより生成される自己相関の数
l:パイロットブロックの指標
L:周波数推定が行われるパイロットブロックの数である。
ヘッダの既知データに対する監視相関と、
工程1において判断された周波数
変調フレームのシンボルを使用し、工程1で定義された周波数
周波数
− conj():複素数の共役関数
− DFT:フーリエ変換
− k:シンボルの指標
− t:所与の時点
− Δf:推定すべきドップラー周波数
− rect90(t):長さ90の直交関数
− sinc90*π(f):幅90*πの基本正弦関数
− Ref(k):ヘッダの受信シンボルR(k)の基準シンボル、ここで、1≦k≦90
− BABG:付加白色ガウス雑音
である工程1と、
次式からドップラーの値を推定する工程2であって、
− NDALength:ブラインド周波数推定値を生成する長さ、
− RectNDALength(t):長さNDALengthの直交関数、
− SincNDALength*π(f):幅NDALength*πの基本正弦関数、
− BABGEq(f):雑音のある信号SymbsQPSK+BABGの4乗から発生する等価付加白色ガウス雑音、
− MaxIndexNDA:フーリエ変換のノルムが最大となる周波数範囲
である工程2と
を含む。
・ヘッダの既知のデータに対する監視相関を生成するとともに、
・工程1において判断された周波数範囲
− R(k)=(Ref(k)+BABG(k))*exp(i*2*πΔf *k)
ここで、
○Ref(k):シンボルR(k)の基準シンボル
○BABG:付加白色ガウス雑音
○Δf:推定すべきドップラー周波数
− conj():複素数の共役関数
− DFT:フーリエ変換
− k:シンボルの指標
− t:所与の時点
− f:所与の周波数
− Δf:推定すべきドップラー周波数
− rect90(t):長さ90の直交関数
− sinc90*π(f):幅90*πの基本正弦関数
− R(k)=(SymbsQPSK(k)+BABG(k))*exp(i*2*πΔf*k)、ここで、
○SymbsQPSK=exp(i*(π/4+n*π/2))、ここで、n=[0,1,2,3]、
○NDALength:ブラインド周波数推定値を生成する長さであり、NDALengthは、SNRが0dBである場合8370に固定される、
○BABG:付加白色ガウス雑音
○Δf:推定すべきドップラー周波数
− RectNDALength(t):長さNDALengthの直交関数、
− SincNDALength*π(f):幅NDALength*πの基本正弦関数、
− BABGEq(f):雑音のある信号SymbsQPSK+BABGの4乗から発生する等価付加白色ガウス雑音、
− MaxIndexNDA:フーリエ変換のノルムが最大となる周波数範囲FreqRangeNDAに属する周波数。
・第1に、周波数の粗監視推定は90シンボルのDVB−S2ヘッダに対して行われ、
+/−2.5kHz(1MspsのRs)の精度を有する第1の周波数推定が得られ、
・第2に、ブラインド相関は、粗周波数推定から+/−2.5kHzの範囲にわたる短いQPSKフレームの8370シンボルに対して行われる。次に、周波数誤差20Hzの精度を有する推定が得られる。
2 衛星
3 空中システム
300 ヘッダ
3011 1440データシンボルの第1のブロック
3021 36シンボルのパイロットの第1のブロック
3012 1440データシンボルの第2のブロック
3022 36シンボルのパイロットの第2のブロック
400 ミキサ
410 ナイキストフィルタ
420 レート同期モジュール
430 フレーム同期モジュール
440 周波数同期モジュール
450 ループフィルタ
460 密同期モジュール
470 位相取得モジュール
510 90シンボルのヘッダに対する監視相関
520 8370シンボルに関するブラインド相関
Claims (11)
- 第1のステーション(1)と前記第1のステーションに対して移動する空中システム(3)との間の航空通信の周波数値を推定する方法であって、データが一連のフレームの形式で送信され、フレームが既知のデータの少なくとも1つの第1のヘッダフィールド(300)とそれに続く未知のデータの1つまたは複数のフィールド(3011)とを含み、前記第1のステーションと前記空中システムとのうちの少なくとも1つが、無線通信受信器を備える方法において、前記方法は、前記無線通信受信器によって実行される少なくとも以下の工程、
前記無線通信受信器による、前記ヘッダの前記既知のデータ(300)に対する監視相関と、前記無線通信受信器による、
前記工程1において判断された前記周波数
- 前記フレームは、前記データフィールド(3011)の前に配置されるパイロットフィールド(3021)を含む位相変化による変調により変調されるDVB−S2タイプのフレームであることと、前記方法は、少なくとも、
前記変調フレームのシンボルを使用し、前記工程1で定義された前記周波数
- 次式の周波数
− conj():複素数の共役関数
− DFT:フーリエ変換
− k:シンボルの指標
− t:所与の時点
− Δf:推定すべきドップラー周波数
− rect90(t):長さ90の直交関数
− sinc90*π(f):幅90*πの基本正弦関数
− Ref(k):ヘッダの受信シンボルR(k)の基準シンボル、ここで、1≦k≦90
− BABG:付加白色ガウス雑音
である工程1と、
次式からドップラーの値を推定する工程2であって、
− NDALength:ブラインド周波数推定値を生成する長さ、
− RectNDALength(t):長さNDALengthの直交関数、
− sincNDALength*π(f):幅NDALength*πの基本正弦関数、
− BABGEq(f):雑音のある信号SymbsQPSK+BABGの4乗から発生する等価付加白色ガウス雑音、
− MaxIndexNDA:フーリエ変換のノルムが最大となる周波数範囲FreqRangeNDAに属する周波数
である工程2と
を少なくとも含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。 - 前記フレームはBPSKまたはQPSK変調により変調されることを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。
- NDALengthの値は0dBのSNRに対して8370に固定されることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 周波数推定値は前記通信を構成するDVB−S2フレーム毎に判断されることを特徴とする、請求項2乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも第1のステーション(1)と前記第1のステーションに対して移動する空中システム(3)とを含む航空通信システムにおけるドップラーを推定するための装置において、データが一連のフレームの形式で送信され、フレームが既知のデータの少なくとも1つの第1のヘッダフィールド(300)とそれに続く未知のデータの1つまたは複数のフィールド(3011)とを含み、前記装置は少なくとも、
・前記ヘッダの既知のデータに対する監視相関を生成するとともに、
・前記無線通信受信器はさらに、前記推定周波数
- 前記フレームはQPSKまたはBPSK変調DVB−S2データであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記第1の推定モジュールと前記第2のモジュールはFPGA技術を使用して生成されることを特徴とする請求項8または9に記載の装置。
- 少なくとも第1のステーションと前記第1のステーションに対して移動する空中システムとを含む航空通信システムにおけるドップラーを推定するための装置において、データが一連のフレームの形式で送信され、フレームが既知のデータの少なくとも1つの第1のヘッダフィールドとそれに続く未知のデータの1つまたは複数のフィールドとを含み、前記装置は少なくとも、
前記ヘッダの既知のデータに対する監視相関装置が実装されるとともに、
前記無線通信受信器はさらに、前記推定周波数
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