[發明專利]低信噪比條件下的羅蘭C信號定時解調方法

無效

• 申請號: 201110375619.7
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102571120A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周雋;曹可勁;李豹;朱銀兵
• 申請（專利權）人: 周雋
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;H04L25/49;G01S5/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本發明涉及無線電定時技術，特別是一種低信噪比條件下的羅蘭C信號定時解調方法。

背景技術

羅蘭C是一種遠程高精度的無線電導航系統，屬于陸基、低頻、脈沖相位無線電導航體制。羅蘭C定時接收機通常安裝于艦船、飛機及移動車輛上，通過同時跟蹤三個以上的臺站信號，或者在已知載體具體位置的情況下，跟蹤一個臺站的信號，獲取參考標準時間。目前，國內羅蘭C定時接收機常使用鞭狀天線接收臺站發射的電場信號，在離發射臺站較近時，接收到的信號幅度較強。但是，信號強度與距離的平方成反比關系，在距離臺站較遠區域，只能接收到微弱的信號。同時，磁天線是未來羅蘭C接收天線發展的必然趨勢，但是根據電磁波傳播理論，在自由空間某一點接收到的來源于同一發射源的磁場信號是電場信號的1/120π，在相同位置接收到的磁場信號比電場信號弱得多。

目前，羅蘭C授時信號PPM解調主要是采用相位相關解調算法。該算法在信號條件較好的情況下，能夠實現數據解調功能，但是隨著用戶對定時精度和使用區域的要求不斷提高，它的缺點逐漸顯示出來。當接收點距離發射臺站較遠或使用磁天線水下收信時，接收到的有用信號較弱，而定時信號又不能通過累積的方法提高信噪比，此時，相位相關解調算法的解調成功率較低，不能成功獲取信號中的授時信息。

發明內容

本發明目的在于提供一種低信噪比條件下的羅蘭C信號定時解調方法，該方法以低信噪比羅蘭C信號為對象，充分考慮了各種可能引起低信噪比情況的原因，擴大了羅蘭C定時接收機的使用區域，并提高了其定時精度。

本發明的目的由以下技術方案來實現：

本發明包括如下步驟：

第一步：采用采集設備以1M采樣率對羅蘭C信號進行線性采樣，搜索并正確跟蹤一個臺站的信號，得到m個脈沖群的脈沖跟蹤點序列position；

第二步：進行參數初始化，參數包括羅蘭C信號的群重復周期GRI、奇數周期脈沖編碼m1、偶數周期脈沖編碼m2和授時映射表map；

第三步：從position中提取出各脈沖群首脈沖跟蹤點序列A_1，精確到0.1μs后得到一個新的序列A_2，把各跟蹤點小數位序列記為a；

第四步：以脈沖跟蹤點A_2(i)為起點、跟蹤點小數位a(i)為權重值，在已采集信號的基礎上，重構一個分辨率為1μs、長度為300μs的脈沖波形序列B(i)，即為各脈沖群首脈沖重構波形序列；

第五步：信號波形相關解調的具體步驟如下：

(5.1)考慮到各脈沖群內脈沖間隔為1ms以及由調制引起的脈沖移動，從A_2(i)分別后推1999μs、2000μs、2001μs，……，6999μs、7000μs、7001μs，以這些為起點重復第四步，得到各脈沖群第三至第八脈沖的三種調制情況下的重構波形序列C_1、C_2和C_3；

(5.2)以單個脈沖群為單位，在考慮其編碼的奇偶性的條件下，把B(i)分別與C_1(i)、C_2(i)和C_3(i)進行全波形相關運算，相關值最大的即為真實調制位置，解調后，得到單個脈沖群調制碼序列mold；

(5.3)根據映射表map對解調數據mold進行授時信息解碼，得到該脈沖群的授時數據；

(5.4)根據脈沖群個數m，重復步驟(5.1)-(5.3)，得到所有脈沖群的授時數據。

步驟(5.1)所述的由調制引起的脈沖移動是指前移1μs、后移1μs或不移動。

步驟(5.2)所述的以單個脈沖群為單位，在考慮其編碼的奇偶性條件是指奇數周期脈沖編碼m1和偶數周期脈沖編碼m2。

本發明的有益效果：

本發明以低信噪比條件下羅蘭C系統定時解調方法為對象，提出了一種解調成功率高、實用性強的解調算法。巧妙地解決了由于低信噪比導致傳統解調算法不能獲取時間信息的問題。該算法易實現，可靠性高。具體而言，本發明具有如下特點：

1.全數字化高精度線性采樣。采用16位精度的A/D采集器對羅蘭C信號進行線性采樣，有利于信號的高精度獲取。

2.波形重構的方法應用。授時數據能正確解調的前提是脈沖跟蹤點的有效位至少是0.1μs，那么就需要采集系統具備10M采樣率。本發明只需要用1M采樣率對信號進行采集，再通過波形重構的方式，把波形數據精確到0.1μs，減小了待存儲和處理的數據容量，有效提高了系統處理性能。