[發明專利]1553B通信總線帶寬擴展的接收方法

有效

• 申請號: 201210281585.X
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102821080A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 侯永宏;張昊;高廣杰;汪清;王帥;王剛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04L27/38
• 分類號: H04L27/38;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明涉及數字通信裝置，特別是涉及使用了多載波調制方式的數字通信裝置的接收機及接收方法。屬于數字信息傳輸技術，航空航天技術領域。具體講，涉及1553B通信總線帶寬擴展的接收方法。

背景技術

1553B總線是MIL-STD-1553B的簡稱，其中文全稱是飛機內部時分制指令響應式多路傳輸數據總線。其設備之間連接簡單靈活，噪聲容限高，通信效率高而且可靠。經過三十年的發展，1553B總線技術也在不斷的改進，目前已經成為在航空航天領域占統治地位的總線標準。MIL-STD-1553B總線具有很高的可靠性和靈活性，同時能夠保證實時可確定性。但其1Mbps的傳輸速率成為了它的限制因素，為此，當前一些公司嘗試使用4Mbps和8Mbps的速率傳輸數據，在一定程度上提高了傳輸速率，但是仍然無法滿足未來越來越大量的數據傳輸(視頻、音頻、分布式數據)需求。

鑒于上述情況，需要使用多載波技術的DMT技術來對1553B總線進行帶寬的擴展。

近年來，作為數字通信技術的一種，多載波技術正在被廣泛使用。離散多音調制(DMT，Discrete?Multi-Tone)技術作為多載波技術的典型代表，他利用子載波間的正交性實現信道劃分和調制解調。與單載波調制不同，DMT的解調主要在頻域完成，很多情況下不需要復雜時域均衡就可以實現無符號間干擾的信息傳輸。DMT調制前先將串行數據流串并轉換，轉換后的并行數據分別進行單載波調制，子載波在符號周期內嚴格正交，可選的調制方式包括相移鍵控(PSK，Phase-shift?Keying)和正交幅度調制(QAM，Quadrature?Amplitude?Modulation)。這組信號疊加之后便得到DMT調制信號，可以注入信道發送。

發明內容

本發明旨在解決克服現有技術的不足，在1553B總線中，擴大通信容量，擴大數據傳送量，提高抗干擾性等得通信性能。為達到上述目的，本發明采取的技術方案是，1553B通信總線帶寬擴展的接收方法，包括下列方法子模塊：模擬前端及AD模塊、幀檢測模塊、符號同步模塊、傅立葉變換FFT模塊、塊浮點模塊、信道均衡模塊、頻偏同步模塊、動態門限的正交幅度調制(QAM，Quadrature?Amplitude?Modulation)解映射模塊以及基帶處理模塊；其中：

模擬前端及AD(AD，Analog?to?Digital)模塊：用來對信號進行濾波和放大，將模擬信號采樣為數字信號；

幀檢測模塊：用來檢測數據幀的到來情況；

符號同步模塊：符號同步的任務是要準確判定各個離散多音調制(DMT，Discrete?Multi-Tone)符號的開始和結束，符號同步的結果將用來判定各個DMT符號中用來做傅立葉變換(FFT)模塊的樣值的范圍；

傅立葉變換FFT(FFT，Fast?Fourier?Transformation)模塊：對來自上述截止裝置的多載波數據進行傅立葉變換，其傅立葉變換FFT模塊的結果將用來解調符號中的各個子載波；

塊浮點模塊：介于浮點和定點之間的算法模塊，不重要的冗余位；

信道均衡模塊：對來自上述截止裝置的解調后的數據進行均衡處理，以減少反射等信號的影響。

頻偏同步模塊：提取發送端在特定位置插入的離散的導頻后，進行采樣頻偏估計，并使用坐標旋轉數字計算機(Cordic，Coordinate?Rotation?Digital?Computer)算法對數據進行處理；

動態門限的正交幅度調制(QAM，Quadrature?Amplitude?Modulation)解映射模塊：動態門限的作用是將信道均衡模塊對信道估計的結果，轉換到QAM的判決門限上，從而避免復雜的除法運算；

基帶處理模塊：包含頻域均衡的輸出及去除導頻、解交織、解RS編碼、解擾等部分，作用是對數據進行糾錯，并恢復基帶原始數據。

在幀檢測模塊中，采用雙滑動窗口分組檢測算法，即計算兩個連續滑動窗口的接收能量，通過兩個窗口中的總能量的比值作為判決變量m，當m值連續32次高于門限值，則認為有幀到來，之后記錄幀的位置。

符號同步模塊具體是：采用簡化后的基于訓練符號的符號同步算法，具體表示如下：

其中，r′(d+M·k)和short′(M·k)分別為二值化后的接收序列和本地序列，d為接收序列位置，k為訓練符號位置，M為序列間隔；