VDE-SAT信道物理层信号时域导频均衡方法、系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种VDE

【技术实现步骤摘要】
VDE
‑
SAT信道物理层信号时域导频均衡方法、系统及其应用


[0001]本专利技术涉及一种利用时域导频均衡技术实现VDE
‑
SAT物理层信道信号解调的方法，属于无线通信


技术介绍

[0002]甚高频数据交换系统(VDES)由国际航标协会(IALA)与国际电信联盟(ITU)在水上移动业务领域中引入，以满足船舶日益增加的通信业务需求。在VDES标准中，卫星上下行链路VDE
‑
SAT面临信道低信噪比、多普勒频偏大的难题，如何能够实现突发信号的准确同步，并实现兼容多调制体制的相干解调性能是VDES系统中物理层重点需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于解决甚高频数据交换系统中卫星上下行链路VDE
‑
SAT在突发传输模式下，帧同步之后仍会有残余频偏，影响后续解调性能的问题，提供一种VDE
‑
SAT信道物理层时域导频均衡方法。该方法实现简单，能够较为精确地处理帧同步后的残余频偏，从而达到正确解调的目的。
[0004]本专利技术首先提供了如下的技术方案：
[0005]VDE
‑
SAT信道物理层信号时域导频均衡方法，其包括：
[0006]S1将接收信号进行时延估计及残余频偏估计，获得完成同步后调整时延和频偏后的频域接收信号；
[0007]S2对所述完成同步后调整时延和频偏后的频域接收信号在时域上进行导频点提取，获得导频信号序列；
[0008]S3对所述导频信号序列进行整数倍内插值和两级滤波处理，恢复出与所述残余频偏同频同相的正弦波信号；
[0009]S4通过所述正弦波信号对所述调整时延和频偏后的频域接收信号进行时域均衡处理。
[0010]根据本专利技术的一些优选实施方式，S1进一步包括：
[0011]S10将所述接收信号转换为零中频复信号；
[0012]S11将所得零中频信号进行帧同步处理，得到同步信号；
[0013]S12对所得同步信号进行快速傅立叶变换，对变换后的信号的频域幅值进行门限检测，根据门限检测结果获得频点和时延估计值；
[0014]S13根据所述频点和时延估计值对所述零中频复信号进行频偏补偿，得到所述调整时延和频偏后的频域接收信号。
[0015]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述频点和时延估计值的获得包括：在所述门限检测中，当某一时延匹配至同步头的起始位置，且所述变换后的信号的幅值上出现明显超过门限的峰值，则该峰值点对应的频率为该时延下的频点。
[0016]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述的均衡方法中，使用到以下计算模型中的
一种或多种：
[0017]零中频复信号转换模型：
[0018]r(t)＝Am(t+τ)cos(ω
d
t+θ2)
[0019]其中，r(t)表示所述零中频复信号，A表示接收信号的幅度，ω
d
表示去载波后的残余频偏，θ2表示接收信号的相位，τ表示接收信号时延，m(t)表示基带调制信号信息，t表示时间；
[0020]帧同步处理模型：
[0021]q(t)＝r(t+τ)
·
s
*
(t)
[0022]其中，q(t)表示同步后信号，s
*
(t)表示未受信道影响的本地同步字s(t)的共轭；
[0023]频偏补偿模型：
[0024][0025]其中，r'(t)表示所述调整时延和频偏后的频域接收信号，f
d0
表示补偿后的残余频偏，a(t)表示补偿后得到的基带调制信号信息，e表示自然常数，j表示虚数单位，f
est
表示所述频点。
[0026]根据本专利技术的一些优选实施方式，S2进一步包括：根据所述时延估计值确定所述导频提取的最佳采样点位置，根据所述最佳采样点位置在时域上抽取导频信号，其中，所述最佳采样点位置为所述时延估计值每隔一个信号符号的位置。
[0027]根据本专利技术的一些优选实施方式，S3进一步包括：
[0028]S30对所述导频信号进行第一级滤波处理，获得带外噪声消除后的滤波信号；
[0029]S31对所述带外噪声消除后的滤波信号进行整数倍内插值处理，获得插值信号；
[0030]S32对所述插值信号进行第二级滤波处理，获得镜像成分消除后的所述正弦波信号。
[0031]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述均衡方法中，使用到以下计算模型中的一种或多种：
[0032]第一级滤波模型：
[0033]y
f1
(n)＝y
D
(n)*h1(n)，
[0034]其中，y
f1
(n)表示一级滤波后信号，h1(n)表示第一级滤波器系数，y
D
(n)表示抽取得到的导频信号，D为抽取倍数，n表示离散序列；
[0035]插值模型：
[0036][0037]其中，I表示内插因子，即导频间隔，y
I
(n)表示时域上获得的插值信号，表示复数集，k表示整数；
[0038]第二级滤波模型：
[0039]y
f2
(n)＝y
I
(n)*h2(n)，
[0040]其中，y
f2
(n)表示二级滤波后信号，h2(n)表示第二级滤波器系数。
[0041]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述均衡处理通过以下均衡模型实现：
[0042][0043]其中，e
q
(n)表示时域均衡后信号，a(n)表示发射信号离散序列，A
′
表示幅度，e表示自然常数，j表示虚数单位，θ表示多普勒相位值。
[0044]根据以上均衡方法，可进一步获得一种VDE
‑
SAT信道物理层信号时域导频均衡系统，其包括如下的存储介质：该存储介质含有实现所述均衡方法的程序和/或模型和/或结构数据。
[0045]根据本专利技术的一些优选实施方式，该系统还包括实现所述滤波处理的两级滤波器。
[0046]以上均衡方法和/或均衡系统可进一步应用于VDES系统接收信号调制解调中。
[0047]本专利技术的均衡方法可将已知的导频符号均匀地插入数据信号中，根据帧同步后估计得到的信号传输时延，确定最佳采样点位置，正确提取固定位置处的导频，并通过插值恢复出残余频偏下的正弦波，进而根据正弦波幅度和相位信息补偿原接收信号，实现时域导频均衡。
[0048]本专利技术针对VDE
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SAT物理层突发帧的特点，通过导频信号两级滤波及时域均衡的方法，可以实现残余多普勒相干载波的准确恢复，达到与相干解调相同的误码率性能，相比传统锁相环相干载波提取方法，具有无需收敛、受噪声影响小等优势。
附图说明
[0049]图1为一种具体的时域导频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.VDE
‑
SAT信道物理层信号时域导频均衡方法，其特征在于，其包括：S1将接收信号进行时延估计及残余频偏估计，获得完成同步后调整时延和频偏后的频域接收信号；S2对所述完成同步后调整时延和频偏后的频域接收信号在时域上进行导频点提取，获得导频信号序列；S3对所述导频信号序列进行整数倍内插值和两级滤波处理，恢复出与所述残余频偏同频同相的正弦波信号；S4通过所述正弦波信号对所述接收信号进行时域均衡处理。2.根据权利要求1所述的均衡方法，其特征在于，其中，S1进一步包括：S10将所述接收信号转换为零中频复信号；S11将所得零中频信号进行帧同步处理，得到同步信号；S12对所得同步信号进行快速傅立叶变换，对变换后的信号的频域幅值进行门限检测，根据门限检测结果获得频点和时延估计值；S13根据所述频点和时延估计值对所述零中频复信号进行频偏补偿，得到所述调整时延和频偏后的频域接收信号。3.根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，所述频点和时延估计值的获得包括：在所述门限检测中，当某一时延匹配至同步头的起始位置，且所述变换后的信号的幅值上出现超过门限的峰值，则该峰值点对应的频率为该时延下的频点。4.根据权利要求2所述的均衡方法，其特征在于，其中，使用到以下计算模型中的一种或多种：零中频复信号转换模型：r(t)＝Am(t+τ)cos(ω
d
t+θ2)其中，r(t)表示所述零中频复信号，A表示接收信号的幅度，ω
d
表示去载波后的残余频偏，θ2表示接收信号的相位，τ表示接收信号时延，m(t)表示基带调制信号信息，t表示时间；帧同步处理模型：q(t)＝r(t+τ)
·
s
*
(t)其中，q(t)表示同步后信号，s
*
(t)表示未受信道影响的本地同步字s(t)的共轭；频偏补偿模型：其中，r'(t)表示所述调整时延和频偏后的频域接收信号，f
d0
表示补偿后的残余频偏，a(t)表示补偿后得到的基带调制信号信息，e表示自然常数，j表示虚数单位，f
est
表示所述频点。5.根据权利要求2所述的均衡方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郇浩，王方舟，季培杰，王贺，
申请(专利权)人：海晟时代科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：