[發明專利]一種用于深空探測器的多檔碼速率估計方法

有效

• 申請號: 201210222859.8
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102801663A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 李加洪;李雄飛;翟盛華;李振華;孫洋;侴勝男
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種用于深空探測器的多檔碼速率估計方法。

背景技術

在深空測控通信系統中，由于通信距離遠，無線電波傳輸延時長，信號能量衰減嚴重，并且測控通信信道受到太陽帶電粒子的影響，當地球與探測器之間的距離越遠(即信道中帶電粒子的密度越大)，這種現象越嚴重。根據不同信道環境，深空測控通信系統采用不同的碼速率通信，當信道環境比較惡劣的時候，采用極低碼速率進行通信；當通信系統中斷后，從地面發射的信號可能會根據信道環境進行實時調整信道速率，因此，為了保證探測器能夠正常通信，探測器需要不間斷的進行信道碼速率估計，即實現自適應碼速率估計。

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對現有技術的不足，提供了一種用于深空探測器的多檔碼速率估計方法，實現了對多檔碼速率的自適應估計。

本發明的技術解決方案是：

一種用于深空探測器的多檔碼速率估計方法，包括以下步驟：

步驟1：對接收的輸入信號下變頻后分別進行高速率、中速率和低速率的濾波和抽樣；

步驟3：對步驟2輸出的3路信號進行緩存，當3路信號達到緩存數據長度時，按照低速率信號優先于中速率信號優先于高速率信號的順序輸出，并轉入步驟4；

步驟4：對步驟3輸入的信號進行速率估計，輸出速率估計標志。

所述步驟4中速率估計的方法包括以下步驟：

步驟41：對所述信號進行去調制處理，獲得調制前信號；

步驟42：對所述調制前信號進行FFT運算并計算FFT運算后實部與虛部平方和；

步驟43：提取平方和最大值、平方和次大值和平方和第三大值，并計算除所述平方和最大值、所述平方和次大值和所述第三大值之外的平均值；

步驟44：若所述平方和次大值處于預設位置，且平方和次大值大于平均值的N倍，則更新速率估計標志為當前檔位的速率，并速率估計標志；否則轉入步驟45；

步驟45：若平方和第三大值在預設的位置，且大于平均值的N倍，則更新速率估計標志為當前檔位的速率，并速率估計標志。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

本發明為了滿足深空通信要求，對接收到的輸入信號同時進行高速率、中速率和低速率的濾波和抽樣，對輸入信號進行了預選，通過預選提高了后續進行速率估計的精度，使得利用本發明速率估計后的通信更加可靠；同時為了以省星上處理資源，對3路信號分別進行緩存，并按照低速率優于中速率優于高速率的優先級順序進行輸出，從而實現了對速率估計硬件的復用，節省了空間儀器的實現資源。且在對緩存信號進行輸出的時候，可以根據設定的緩存數據長度進行，從而利用對緩存數據長度的調整保證了速率的實時性。

附圖說明

圖1為本發明流程圖；

圖2為分檔濾波示意圖；

圖3為自動增益控制流程圖；

圖4為數據緩存的控制流程圖；

圖5為速率估計控制流程圖；

圖6為速率估計實現原理圖；

圖7為運算速率估計策略流程圖。

具體實施方式

下面就結合附圖對本發明做進一步介紹。

如圖1所示，為本發明流程圖。本發明完成深空探測器的多檔碼速率估計，并根據估計結果控制探測器接收機完成自適應解調。

步驟1：由于輸入信號的速率存在不確定性，多檔速率信號都可能，因此采用預選濾波器組和抽樣對輸入的信號進行初步分類。如圖2所示，對輸入信號分別經過高速率檔濾波、中速率檔濾波和低速率檔濾波，并對濾波后的信號進行抽樣。由于本發明的碼速率估計是在預知可能存在的碼速率，因此預選濾波器的設計要求并不是很嚴格，只對信號進行初步分類，確保不同速率檔信號不重合出現在一個支路上；而抽樣系數的設計是滿足抽樣后的信號速率為4倍符號速率。

步驟2：對經過步驟1后輸出的3路信號，如圖3所示，分別進行數字AGC控制采用平方和積分清洗算法進行功率估計，將功率估計變換后作為增益表查找地址，增益表輸出增益值，利用增益值對與輸入信號相乘完成增益控制。

步驟3：對完成增益控制后的3路信號，采用下述機制進行緩存。

本系統采用一種串行復用機制512點FFT運算，為了確保碼速率的估計準確性和實時性，每進入40個數據進行一次估計運算，并且低碼速率通道信號的運算優先級最高，根據碼速率的順序依次往高，數據緩存的控制流程圖見圖4。低速時鐘區為信號輸入緩沖，當信號首次緩沖到512時，進行一次FFT運算的速率估計，之后每進入40個數據，進行一次估計。高速時鐘區是對輸入信號進行讀取，然后做速率估計運算。